RS57041B1 - Uravnoteženi mehanizam za uštedu energije, rotaciona mašina i način za njenu primenu - Google Patents

Description

Opis

[0001] Pronalazak se odnosi na uravnoteženi (ekvilibrijum) mehanizam za uštedu energije u svim mogućim primenama, a naročito za rotacione mašine. Pronalazak se posebno odnosi na mehanizam sa klatnom i eliptičnim kretanjem.

[0002] Pronalazak se takođe odnosi na rotacione mašine, na primer motor, generator ili mikser, koji imaju najmanje jedan takav mehanizam. Pronalazak se posebno odnosi na motor koji ima nekoliko mehanizama raspoređenih serijski i/ili paralelno.

[0003] Pronalazak se konačno odnosi i na postupak za primenu ovog mehanizma.

[0004] U oblasti mehanike, postoje mnogi mehanizmi za prenos kretanja, kao što su planetarni zupčanici ili kolenasta vratila, koji su prilagodjeni za opremenje rotacionih ma šina. Međutim, iskorišćenja dobijena sa poznatim mehanizmima nisu sasvim zadovoljavajuća.

[0005] Cilj ovog pronalaska je da predloži mehanizam za uštedu energije i poboljšanje iskorišćenja rotacione mašine.

[0006] U tu svrhu, cilj pronalaska je mehanizam, koji sadrži jedan oslonac; prvi zupčanik koji slobodno rotira u odnosu na oslonac oko prve ose; drugi pokretni zupčanik koji slobodno rotira u odnosu na oslonac oko druge ose; pri čemu su ose paralelne u horizontalnoj ili vertikalnoj referentnoj ravni; zup čanici su međusobno u zahvatu sa prenosnim odnosom jedan i rotiraju u suprotnim smerovima.

[0007] Mehanizam karakteriše to što sadrži prvi ekscentrični element integralan u rotaciji sa prvim zupčanikom i generiše prvi momenat gravitacione sile oko prve ose; i drugi ekscentrični elemenat integralan u rotaciji sa drugim zupčanikom i generiše drugi momenat gravitacione sile oko druge ose; tako da momenti gravitacione sile ekscentričnih elemenata imaju istu vrednost i isti smer, oba variraju zavisno od ugaonog položaja oko ose; i za svaki ugaoni položaj zupčanika i ekscentričnih elemenata oko ose, mehanizam je u konfiguraciji ravnoteže ekvilibrijuma u mirovanju.

[0008] Prema tome, pronalazak omogućava smanjenje energije potrebne za pokretanje rotacije zupčanika, na osnovu uravnoteženja ekscentričnih elemenata i centrifugalnih sila koje oni generišu. Pronalazak omogućava da se proizvede energija unutar rotacione ma šine, kombinovanjem više sinhronizovanih mehanizama. Mehanizam tako omogućava uštedu energije, kao što je objašnjeno u opisu koji sledi.

[0009] Prema drugim povoljnim karakteristikama mehanizma iz ovog pronalaska, uzeto pojedina čno ili u kombinaciji:

- Ekscentrični elementi imaju istu masu i iste dimenzije.

- Zupčasti točkovi obuhvataju prvi točak koji ima jedan zub koji je duži od ostalih zuba i drugi točak koji ima žleb formiran između dva zuba, a položaji dužeg zuba i žleba se poklapaju pri zahvatu zupčanika, omogućavajući tako usklađivanje ekscentričnih elemenata.

- Ose zupčanika su horizontalne.

- Referentna ravan je horizontalna.

- Referentna ravan je vertikalna.

[0010] Poželjno, oslonac ima bazu sa klatnom okačenim na bazu, a baza nosi i osovinu zupčanika. Osovine se pokreću sa klatnom. Ekscentrični elementi opisuju eliptičnu putanju.

[0011] Prema prvoj realizaciji, klatno je okačeno na bazu pomoću zglobnih poluga. Ova varijanta ima prednost kada je referentna ravan u kojoj leži osa zupčanika horizontalna.

[0012] Poželjno, mehanizam ima transmisiono vratilo čija osa je poravnata sa gornjim zglobom spojne poluge. Prvo rastojanje je definisano između daljeg kraja svakog ekscentričnog elementa i odgovarajuće ose rotacije. Drugo rastojanje je jednako razmaku između centara spojnih poluga. Prvo rastojanje je manje od drugog rastojanja, kako bi ekscentrični elementi prolazili ispod transmisionog vratila.

[0013] Prema drugoj realizaciji, klatno je direktno okačeno za bazu. Ova varijanta ima prednost kada je referentna ravan u kojoj leži osa zupčanika vertikalna.

[0014] Poželjno, mehanizam sadrži transmisiono vratilo čija osa je poravnata sa gornjim zglobom klatna. Prvo rastojanje je definisano rastojanjem između daljeg kraja svakog ekscentričnog elementa i odgovarajuće ose rotacije. Drugo rastojanje je jednako razmaku između centra spojnih poluga. Prvo rastojanje je manje od drugog rastojanja, kako bi ekscentrični elementi prolazili ispod transmisionog vratila.

[0015] Pronalazak se takođe odnosi na rotacione mašine, koje sadrže najmanje jedan mehanizam kao što je gore pomenuti.

[0016] Poželjno, rotaciona mašina je mašina za proizvodnju ili transformaciju energije, sa poboljšanim iskorišćenjem. Povoljno, ova mašina nema kolenasto vratilo.

[0017] Kao neograničavajući primer, rotaciona mašina može biti motor, generator, mikser, centrifuga, kompresor, pumpa ili turbina.

[0018] Kada je mašina motor sa unutrašnjim sagorevanjem, ekscentrični elementi kojim je opremljen mehanizam dolaze u dva položaja centrifugalnog maksimuma, koji odgovaraju sagorevanju gasa u motoru.

[0019] U jednom poželjnom izvođenju, mašina sadrži najmanje jedan mehanizam klatna, u kojem ekscentrični elementi opisuju eliptičnu putanju.

[0020] Prema poželjnoj realizaciji, mašina sadrži najmanje jedan par klatnih mehanizama sinhronizovanih I rasporedjenih serijski.

[0021] Mehanizmi su usklađeni i mobilni u faznoj opoziciji. Svaki mehanizam ima svoje transmisiono vratilo. Kada se klatno zakači za bazu pomoću spojnih poluga, transmisiono vratilo ima osu usklađenu sa gornjim zglobovima spojnih poluga. Kada se klatno okači direktno na bazu, transmisiono vratilo ima osu usklađenu sa gornjim zglobom klatna.

Pogodno, mašina sadrži spojnu polugu povezanu sa mehanizmima rasporedjenim serijski. Spojna poluga je [0022] stacionarna u horizontalnom pravcu i pokretna u vertikalnom pravcu tokom kretanja mehanizama.

[0023] Prema drugoj korisnoj realizaciji, mašina ima nekoliko klatnih mehanizama raspoređenih paralelno i sinhronizovano. Poželjno, broj paralelno raspoređenih mehanizama je paran, što olakšava njihovu sinhronizaciju.

[0024] Mašina sadrži jedno transmisiono vratilo spojeno sa različitim mehanizmima raspoređenim paralelno u nizu.

[0025] Prema drugom korisnom ostvarenju, mašina se sastoji od nekoliko parova klatnih mehanizama. Parovi su raspoređeni paralelno i sinhronizovani su međusobno. Unutar svakog para, mehanizmi su sinhronizovani i raspoređeni serijski.

[0026] Mašina se sastoji od dva transmisiona vratila, od kojih je svako povezano sa različitim mehanizmima raspoređenim paralelno u nizu.

[0027] Prema sledećem povoljnom izvođenju, mašina je dvotaktni motor sa dva klatna mehanizma. Prva dva ekscentrična elementa su podešena sa intervalima od po pola kruga, i druga dva ekscentrična elementa su podešena sa intervalima od po pola kruga.

[0028] Prema sledećem povoljnom izvođenju, mašina je četvorotaktni motor sa četiri klatna mehanizma. Prva četiri ekscentrična elementa su raspoređena u intervalima od četvrtine kruga, i slično druga četiri ekscentrična elementa su raspoređena sa intervalima od četvrtine kruga.

[0029] Poželjno, kada mašina ima više klatnih mehanizama, baza je zajednička za sva klatna. Drugim rečima, sva klatna su okačena na istu bazu.

[0030] Takođe poželjno, mehanizam sadrži sredstva za pokretanje mehanizma, ili mehanizama uključujući na primer lanac ili sistem zupčanika predvidJen za pokretanje jednog od zupčanika.

[0031] Pored toga, sredstva za pokretanje mogu da sadrže motor za asistirano pokretanje ili polugu za mehaničko pokretanje mehanizma.

[0032] Prema posebnom izvođenju, mašina je bez sredstva namenjenog za pokretanje mehanizma ili klatnih mehanizama. U tom slučaju, pokretanje mehanizma ili mehanizama se može postići jednostavnim guranjem klatna ili klatana ili jednog ekscentričnog elementa.

[0033] Prednosno, mašina sadrži sredstva za akumuliranje energije kada je mehanizam u radu, na primer u obliku generatora. U ovom slučaju, aparat poželjno obuhvata sredstva za pokretanje mehanizma, uključujući motor. Ovo omogućava da se savlada otpor pri pokretanju usled prisustva generatora.

[0034] Pronalazak se takođe odnosi na postupak za implementaciju mehanizma kako je prethodno opisano, koji sadrži sledeće sukcesivne korake:

- korak pozicioniranja ekscentričnih elemenata jedan u odnosu na drugi i u odnosu na zupčanike, tako da momenti gravitacione sile ekscentričnih elemenata imaju istu vrednost i isti smer, i da oba variraju zavisno od ugaonog položaja oko ose, i da za svaki ugaoni položaj zupčanika i ekscentričnih elemenata oko ose, mehanizam bude u konfiguraciji ravnoteže (ekvilibrijuma) u mirovanju;

- korak pokretanja rotacije zupčanika i ekscentričnih elemenata oko ose, pri čemu mehanizam napušta ravnotežnu konfiguraciju i počinje da se kreće; i

- radni korak, pri čemu rotacija ekscentričnih elemenata oko ose generiše centrifugalne sile unutar mehanizma.

-[0035] Pronalazak će biti razumljiviji nakon čitanja sledećeg opisa, datog isključivo kroz neograničavajuće primere i uz pozivanje na prateće crteže u kojima:

Slika 1 predstavlja bočni prikaz mehanizma prema prvoj realizaciji pronalaska, koji sadrži oslonac sa klatnom, dva zupčanika i dva ekscentrična elementa;

Slika 2 predstavlja uvećan, delimični prikaz odozgo klatna za opremanje mehanizma sa Slike 1; Slike 3 do 10 su skice mehanizma sa Slike 1, koje ilustruju kretanje zupčanika i ekscentričnih elemenata;

Slike 11 do 14 su skice analogne Slikama 3 do 6, mehanizma prema drugoj realizaciji pronalaska; Slika 15 je slično Slici 2, prikaz primera mašine prema ovom pronalasku, opremljene sa četiri klatna mehanizma postavljena paralelno;

Slika 16 je komplementarni prikaz Slike 15, koji prikazuje vratilo koje je zajedničko za različite mehanizme;

Slika 17 je prikaz sličan Slici 15, koji prikazuje još jedan primer mašine prema pronalasku, opremljene sa dva paralelna klatna mehanizma;

Slika 18 je delimični prikaz detalja zahvata između dva zupčanika mehanizma, u posebno realizaciji ovog pronalaska;

Slika 19 je prikaz kao na Slici 1, koji prikazuje drugi primer mašine prema ovom pronalasku, opremljen sa dva klatna mehanizma u seriji;

Slika 20 je prikaz kao na Slici 2 koji prikazuje mašinu sa Slike 19;

Slika 21 je bočni prikaz spojne poluge za opremanje mašine sa Slika 19 i 20;

Slike 22 i 23 su prikazi analogni Slikama 20 i 21, koji prikazuju druge konfiguracije mašine;

Slika 24 je uvećani prikaz jednog kraja spojne poluge sa Slika 21 i 23 koji prikazuje različite položaje tokom rada mašine;

Slika 25 je prikaz kao na Slici 19, koji prikazuje još jedan primer, mašine iz pronalaska koja je opremljena sa dve serije klatnih mehanizma;

Slika 26 je prikaz odozgo varijante povezivanja spojne poluge i mehanizma.

[0036] Slike 1 do 10 prikazuju uravnoteženi mehanizam 1 za uštedu energije prema prvoj realizaciji pronalaska.

[0037] Mehanizam 1 obuhvata oslonac 2, prvi sklop 10 pokretan u rotaciji R1 oko prve ose A1, drugi sklop 20 pokretan u rotaciji R2 oko druge ose A2, i sredstva 40 za pokretanje mehanizma 1. Ose A1 i A2 su horizontalne, međusobno paralelne, i nalaze se u referentnoj ravni PO koja je horizontalna. Sklopovi 10 i 20 rotiraju u suprotnim smerovima.

[0038] Oslonac 2 sadrži fiksnu bazu 3 i pokretno klatno 4, koje je postavljeno horizontalno i okačeno na bazu 3 sa četiri spojne poluge 5. Svaka spojna poluga 5 je zglobno povezana sa bazom 3 i klatnom 4, pomoću rotirajućih spojeva čije ose su paralelne sa osama A1 i A2. Klatno 4 je pokretno u kružnom kretanju u odnosu na bazu 3.

[0039] Oslonac 2 sadrži dva vertikalna nosača 6 i gornji horizontalni deo 7. Spojne poluge 5 su zglobno povezane sa horizontalnim delom 7.

[0040] Klatno 4 sadrži tri uzdužne ploče 8 i poprečne šipke 9 učvršćene za krajeve uzdužnih ploča 8. Spojne poluge 5 su zglobno povezane sa spoljnim pločama 8. Ploče 8 klatna 4, podupiru sklopove 10 i 20. Tačnije, sklop 10 nose srednja ploča 8 i prednja ploča 8 preko ležajeva 15, sklop 20 podupiru srednja ploča 8 i zadnja ploča 8 preko ležajeva 25. Ose A1 i A2 su fiksne u odnosu na klatno 4.

[0041] Sklop 10 obuhvata vratilo 11, zupčanik 12 sa zupcima 13, krak 14 i ležajeve 15. Vratilo 11, točak 12 i ležajevi 15 su centrirani na osovini A1, dok krak 14 čini ekscentrični elemenat koji ima centar gravitacije G1 na rastojanju d1 u odnosu na osu A1. Točak 12 i krak 14 su postavljeni na vratilo 11, koje se oslanja na ležajeve 15 montirane u pločama 8, klatna 4. Točak 12 je pokretan u rotaciji R1 u odnosu na klatno 4, oko ose A1.

[0042] Krak 14 je integralan u rotaciji R1 sa točkom 12 i generiše moment M1 gravitacione sile P1 oko ose A1. Sila P1 je u suštini konstantna. Međutim, moment M1 ima vrednost i smer (smer kazaljke na satu ili suprotan) koji variraju u zavisnosti od ugaonog položaja kraka 12 oko ose A1.

[0043] Sklop 20 se sastoji od vratila 21, zupčanika 22 sa zupcima 23, kraka 24 i ležajeva 25. Osovina 21, točak 22 i ležajevi 25 su centrirani na osi A2, dok krak 24 predstavlja ekscentrični element koji ima centar gravitacije G2 na rastojanju D2 u odnosu na osu A2. Točak 22 i krak 24 se postavljaju na vratilo 21 koje se oslanja na ležajeve 25 postavljene u pločama 8 klatna 4. Točak 22 je pokretan u rotaciji R2 u odnosu na klatno 4 oko ose A2.

[0044] Krak 24 je integralan u rotaciji R2 sa točkom 14 i generiše moment M2 gravitacione sile P2 oko ose A2. Sila P2 je u suštini konstantna. Međutim, moment M2 ima vrednost i smer (smer kazaljke na satu ili suprotan) koji variraju u zavisnosti od ugaonog položaja kraka 22 oko ose A2.

[0045] Točkovi 12 i 22 su međusobno u zahvatu, sa prenosnim odnosom jedan. Točkovi 12 i 22 imaju iste dimenzije i isti broj zubaca 13 i 23. Točkovi 12 i 22 su pokretni u rotacijama R1 i R2 i rotiraju u suprotnim smerovima. Drugim rečima, točkovi 12 i 22 imaju kontrasmer.

[0046] U kontekstu ovog pronalaska, krakovi 14 i 24 su tačno pozicionirani jedan u odnosu na drugi i u odnosu na točkove 12 i 14, da bi momenti M1 i M2 uvek imali istu vrednost i isti smer (smer kazaljke na satu ili suprotan), bez obzira na odgovarajuće ugaone položaje krakova 14 i 24 oko osa A1 i A2.

[0047] Masa i dimenzije krakova 14 i 24 se precizno određuju pošto utiču na položaj centara gravitacije G1 i G2, a time i na vrednost momenata M1 i M2. Masa svakog kraka 14 i 24 je proporcionalna njegovim dimenzijama, pri konstantnoj zapreminskoj masi. Poželjno, krakovi 14 i 24 imaju istu masu i iste dimenzije. Alternativno, krakovi 14 i 24 mogu imati različite mase i dimenzije, sve dok momenti M1 i M2 imaju istu vrednost i isti smer (smer kazaljke na satu ili suprotan) bez obzira na svoje ugaone polo žaje.

[0048] Uređaj 40 za pokretanje mehanizma 1 je konstruisan tako da iz ravnotežnog stanja inicira rotaciju R1 i R2 sklopova 10 i 20 mehanizma 1. Uređaj 40 može imati bilo koju konfiguraciju prilagođenu nameravanoj primeni.

[0049] U primeru na Slikama 1 i 2, uređaj 40 sadrži motor 41, kaiš 42, transmisiona vratila 43, zupčanik 44, zupčasti lanac 45 i lančanik 46. Motor 41 se postavlja na horizontalni deo 7 baze 3. Vratilo 43 se krajevima oslanja na bazu 3 i rotira oko ose A3, koja je vertikalno usklađena sa gornjim zglobovima spojne poluge 5. Osa A3 je postavljena horizontalno, paralelno sa osama A1 i A2. Kaiš 42 povezuje motor 41 sa vratilom 43. Točak 44 se montira tako da rotira zajedno sa vratilom 43, dok se točak 46 montira integralno da rotira sa osovinom 21. Alternativno, točak 46 se može montirati tako da rotira zajedno sa osovinom 11. Lanac 45 povezuje točkove 44 i 46, čije rastojanje je jednako rastojanju između spojnih poluga 5. U jednoj alternativi, zupčasti točkovi 44 i 46 i lanac 45 mogu biti zamenjeni univerzalnim zglobnim sistemom ili bilo kojim drugim prenosom kretanja koji odgovara zeljenoj nameni. Tako pokretanje motora 41 omogu ćava pokretanje sklopova 10 i 20 u rotacije R1 i R2.

[0050] U praksi, kretanje mehanizma 1 omogućava prikupljanje energije u zoni vratila 43, na primer povezivanjem vratila 43 sa generatorom. Vratilo 43 tako predstavlja vratilo za prikupljanje energije.

[0051] Alternativno, za pokretanje mehanizma 1, vratilo 43 se može pokretati direktno pomoću poluge.

[0052] Prema drugoj varijanti, mehanizam 1 može da bude bez ikakvog motora 41 a da kaiš 42 predstavlja sredstvo za pokretanje. U tom slučaju, pokretanje mehanizma 1 se može ostvariti jednostavnim pritiskom na jednu stranu klatna 4, ili na jedan od krakova 14 i 24. Energija potrebna za pokretanje mehanizma 1 je relativno mala. Poželjno, mehanizam 1 sadrži sve iste elemente 43, 44, 45 i 46. Vratilo 43 se može povezati sa generatorom za sakupljanje energije.

[0053] Da se omogući pravilan rad mehanizma 1, rastojanje između udaljenih krajeva svakog kraka 14 i 24 i njihovih osa rotacije A1 ili A2 je manje od rastojanja između zglobova spojne poluge 5, tako da krakovi 14 i 24 mogu da prođu ispod transmisionog vratila 43.

[0054] Slike 3 do 10 ilustruju funkcionisanje mehanizma 1 tokom jednog okreta. Konkretno, Slike 3 do 6 ilustruju poluokret tokom kojeg se krakovi 14 i 24 pomeraju na desnu stranu klatno 4, dok Slike 7 do 10 ilustruju poluokret tokom kojeg se krakovi 14 i 24 pomeraju na levu stranu klatno 4.

[0055] Slika 3 prikazuje krak 14 okrenut na gore i krak 24 okrenut na dole. Mehanizam 1 je u ravnoteži. Točkovi 12 i 22 su stacionarni. Momenti M1 i M2 su jednaki nuli.

[0056] U ovoj fazi, uređaj 40 omogućava pokretanje mehanizma 1, uz angažovanje točkova 12 i 22, tako da se oba kraka 14 i 24 pomere udesno. Podizanje kraka 14 pomaže točku 12 da rotira u smeru rotacije R1, čime se omogućava pogon točka 22 u pravcu rotacije R2, a time i podizanje kraka 24.

[0057] Slika 4 prikazuje krake 14 i 24 od kojih je svaki prešao osminu kruga udesno. Slika 5 prikazuje krakove 14 i 24 od kojih je svaki prešao četvrtinu kruga udesno. Slika 6 prikazuje krake 14 i 24 od kojih je svaki prešao tri četvrtine okreta udesno. Oba momenta M1 i M2 imaju istu vrednost i isti smer (smer kazaljke na satu). Pod dejstvom kraka 14 i 24, klatno 4 se pokreće udesno.

[0058] Slika 7 prikazuje krake 14 i 24 od kojih je svaki prešao polovinu kruga u odnosu na svoj početni položaj na Slici 3. Krak 14 je okrenut na dole, dok je krak 24 okrenut na gore. Momenti M1 i M2 su jednaki nuli. Točkovi 12 i 22 se kreću, tako da se oba kraka 14 i 24 premeštaju udesno. Podizanje kraka 24 pomaže točku 22 da rotira u smeru rotacije R2, čime se omogućava pogon točka 22 u smeru rotacije R1, a time i podizanje kraka 14.

[0059] Slika 8 prikazuje krake 14 i 24 od kojih je svaki prešao jednu osminu kruga ulevo. Slika 9 prikazuje krakove 14 i 24 od kojih je svaki prešao četvrtinu kruga ulevo. Slika 10 prikazuje krake 14 i 24 od kojih je svaki prešao tri četvrtine kruga ulevo. Oba momenta M1 i M2 imaju istu vrednost i isti smer (suprotan smeru kazaljke na satu). Pod dejstvom krakova 14 i 24, klatno 4 se pomera ulevo.

[0060] Kako se sklopovi 10 i 20 okreću oko osa A1 i A2, tako se krakovi 14 i 24 pomeraju nekad na desnu stranu, a zatim na levu stranu. U praksi, rotacija R1 i R2 krakova 14 i 24 generi še centrifugalne sile unutar mehanizma 1. Klatno 4 se pomera nekad na desnu stranu, a zatim na levu stranu. Zbog toga krakovi 14 i 24, umesto kružne, opisuju eliptičnu putanju.

[0061] Mehanizam 1 sledi oscilatorno kretanje u dve faze. Centrifugalne sile su u maksimalne kada se krakovi 14 i 24 ukrštaju, Slike 5 i 9. Svaka faza odgovara polovini kruga (180°) krakova 14 i 24 između njihovih maksimalnih centrifugalnih položaja.

[0062] S obzirom na gornje objašnjenje, značajno je da za svaki ugaoni položaj zupčanika 12 i 22 i krakova 14 i 24 oko osa A1 i A2, mehanizam 1 ima konfiguraciju ravnoteže (ekvilibrijuma) u mirovanju. Drugim rečima, kada se razmatra mehanizam 1 u stanju mirovanja, bez obzira na ugaone polo žaje sklopova 10 i 20, mehanizam 1 se tada nalazi u konfiguraciji mirovanja. Mehanizam 1 je uravnote žen, čime je znatno smanjena energija potrebna za rotaciju sklopova 10 i 20.

[0063] Slike 11 do 14 ilustruju funkcionisanje mehanizma 1 prema drugoj realizaciji. Ose A1 i A2 su paralelne i horizontalne. Međutim, ose A1 i A2 su raspoređene u referentnoj ravni P0 koja je vertikalna.

[0064] I u ovoj realizaciji, krakovi 14 i 24 su precizno pozicionirani međusobno i u odnosu na točkove 12 i 14, tako da momenti M1 i M2 uvek imaju istu vrednost i isti smer (smer kazaljke na satu ili suprotan), bez obzira na odgovarajući ugaoni položaji krakova 14 i 24 oko osa A1 i A2.

[0065] Na Slikama 11 do 14 je prikazano pozicioniranje krakova 14 i 24 samo na desnoj strani, dok zbog pojednostavljenja nije prikazano pozicioniranje krakova 14 i 24 na levoj strani.

[0066] Zbog gubitaka energije, u praksi, nije dovoljan jedan mehanizam 1 da predstavlja motor. Me đutim, moguće je da se dobije motor kombinovanjem više sinhronizovanih mehanizama 1, kao što je objašnjeno u nastavku.

[0067] Slike 15 i 16 ilustruju primer rotacione mašine u skladu sa pronalaskom, tipa četvorotaktnog motora. Motor se sastoji od četiri mehanizma 1 prema ovom pronalasku i svaki ima svoje sopstveno klatno 4. Mehanizmi 1 i njihova klatna 4 su postavljeni paralelno jedni prema drugima, to jest uporedno.

[0068] Baza 3 je zajednička za sve mehanizme 1. Drugim rečima, baza 3 nosi sva klatna 4, koja su okačena paralelno. Zbog pojednostavljenja, baza 3 je na Slici 15 prikazana samo delimično sa strane.

[0069] Slično tome, transmisiono vratilo 43 je zajedničko za sve mehanizme 1. Zbog toga, kretanje različitih mehanizama može da sakupi energiju na vratilu 43, na primer, spajanjem osovine 43 sa generatorom. Prema tome vratilo 43 predstavlja vratilo za obnavljanje energije. Vratilo 43 je zbog pojednostavljenja samo delimično prikazano u donjem delu Slike 15, a na Slici 16 je prikazano u celini sa četiri lančanika 45.

[0070] U praksi, četiri kraka 14 su međusobno raspoređena sa pomakom od jedne četvrtine kruga. Slično tome, četiri kraka 24 su međusobno raspoređeni sa pomakom od jedne četvrtine kruga. Tako, motor i dalje ima isti broj krakova 14 ili 24 na levoj ili desnoj strani, čime se poboljšava iskorišćenje. Svaka faza odgovara rotaciji mehanizma 1 za četvrtinu kruga (90°).

[0071] Kada su oba mehanizma istovremeno 1 u mrtvoj tački (M1 i M2 su jednaki nuli), druga dva mehanizma 1 su u položaju centrifugalnog maksimuma odnosno na levoj i desnoj strani, sa razmakom eO sa svake strane. Generisana snaga je najveća u ovim položajima centrifugalnog maksimuma odnosno u potisnim položajima. Kako se ova četiri mehanizma 1 nikada ne zaustavljaju u isto vreme, ni motor nema mrtvu tačku. Povoljno, svaki položaj centrifugalnog maksimuma odgovara sagorevanju gasa u motoru.

[0072] Slika 17 ilustruje još jedan primer rotacione mašine prema ovom pronalasku, tipa dvotaktnog motora, prema varijanti na Slici 15. U ovom slučaju motor ima dva mehanizma 1, od kojih je svaki opremljen sopstvenim klatnom 4.

[0073] Kao što je prikazano na Slici 15, baza 3 je zajednička za sve mehanizme 1 i nosi sva klatna 4, postavljena paralelno jedna sa drugima. Slično tome, transmisiono vratilo 43 je zajedničko za sve mehanizme 1, tako da kretanje dva mehanizma 1 omogućava obnavljanje energije na vratilu 43. Na Slici 17 su baza 3 i vratila 43 zbog pojednostavljenja prikazani samo delimično.

[0074] U ovoj realizaciji, dva kraka 14 su međusobno rasporedjena sa pomakom od polovine kruga. Slično, dva kraka 24 su međusobno rasporedjena sa pomakom od polovine kruga. Kao što je ranije navedeno motor uvek ima isti broj krakova 14 ili 24 na levoj ili desnoj strani, čime se poboljšava iskorišćenje. Svaka faza odgovara rotaciji mehanizama 1 od jedne polovine kruga (180°).

[0075] Tokom okreta za 360°, dva mehanizma 1 su istovremeno u mrtvoj tački (momenti M1 i M2 su jednaki nuli) i istovremeno u potisnim položajima, i svaki odgovara sagorevanju gasa u motoru.

[0076] Prema drugoj varijanti, koja nije prikazana, rotaciona ma šina ima osam mehanizama 1 sa klatnima 4 raspoređenim paralelno. Tokom okreta, mašina proizvodi potisak na svakoj osmini kruga (45°) mehanizama 1.

[0077] Druge alternative mogu biti sprovedene bez odstupanja od obima pronalaska. Dimenzije komponenata mašine, na primer baze 3 i transmisionog vratila 43, variraju u zavisnosti od broja mehanizama 1.

[0078] Za najbolje rezultate i performanse, važno je da svako klatno 4 bude postavljeno u strogo horizontalnu ravan. Isto važi i za ose A1 i A2 zupčanika 12 i 22, koje moraju biti postavljene u strogo horizontalnoj ili vertikalnoj ravni P0, u zavisnosti od konfiguracije mehanizma 1.

[0079] Slika 18 prikazuje posebnu realizaciju i poželjan oblik pronalaska, pri čemu točak 12 ima zubac 13a koji je duži od ostalih zubaca 13, dok točak 22 ima žljeb 23a formiran između dva zupca 23. Zubac 13a i žljeb 23a mogu imati različite oblike bez udaljavanja od obima pronalaska.

[0080] U praksi, zubac 13a i žleb 23a se poklapaju u momentu međusobnog zahvata zupčanika 12 i 22, omogućavajući usklađivanje ekscentričnih elemenata 14 i 24, a time i precizno uravnotežavanje mehanizma 1.

[0081] Na primer, zupčanici 12 i 22 i ekscentrični elementi 14 i 24 mogu da budu opremljeni rupama za fiksiranje koje su raspoređene naspramno, što zbog pojednostavljenja nije prikazano na slikama. Dakle, zubac 13a i žleb 23a olakšavaju poravnavanje pomenutih rupa za fiksiranje.

[0082] Slike 19 do 24 ilustruju jedan primer rotacione mašine prema pronalasku, tipa dvotaktnog motora, prema varijanti sa Slike 17. Motor obuhvata dva mehanizma 1 prema ovom pronalasku, od kojih je svaki opremljen sopstvenim klatnom 4. Mehanizmi 1 i klatna 4 su postavljeni serijski, odnosno poravnati jedan iza drugog.

[0083] Baza 3 je zajednička za oba mehanizma 1. Drugim rečima, baza 3 podupire sva klatna 4, okačena u seriji.

[0084] Svaki mehanizam ima svoje pogonsko vratilo 43 koje ima jednu osu A3 poravnatu sa gornjim zglobovima spojne poluge 5. Međutim, samo jedan motor 41 je neophodan za pokretanje mehanizma 1. Alternativno, motor 41 može biti zamenjen polugom ili mašina može biti bez sredstava za pokretanje mehanizma 1.

[0085] Mašina ima intermedijarni uređaj 50 između uređaja 40 iz dva mehanizma 1. Ovaj uređaj 50 može da se koristi za prenos kretanja između dva uređaja 40, kao i za obnavljanje energije. U primeru na Slici 19, uređaj 50 sadrži dva zupčanika 51, dva zupčasta lanca 52, osovinu 53 i zupčanik 54. Vratilo 53 može da rotira oko ose A4, koja je postavljena horizontalno, paralelno sa osama A1, A2 i A3. Vratilo 53 se svojim krajevima oslanja na bazu 3, npr. pomoću dva oslonca 6 na bazi 3. Alternativno, vratilo 53 se može oslanjati na horizontalni deo 7, tako da njena osa A4 bude poravnata sa osom A3 mehanizma 1. Točkovi 51 su montirani tako da rotiraju integralno sa vratilom 43 od dva mehanizma 1, dok je to čak 54 montiran da rotira zajedno sa osovinom 53. Lanci 52 povezuju točak 51 i točak 54. Dakle, kretanje različitih mehanizama 1 omogućava da se obnovi energija na vratilu 53, na primer povezivanjem vratila 53 sa generatorom. Tako vratilo 53 predstavlja vratilo za obnavljanje energije.

[0086] Mašina takođe sadrži spojnu polugu 60 povezanu sa dva mehanizma 1, obezbeđujući tako njihovu sinhronizaciju i značajno smanjenje vibracija. Spojna poluga 60 sadrži centralno telo 61 koje povezuje dve glave 62 koje se nalaze na njegovim krajevima. Svaka glava 61 sadrži prstenasti deo 63 u kojem je smešten ležaj 64. Alternativno, prstenasti deo 63 može sadržati bilo koju vrstu ležaja koja odgovara željenoj primeni. Svaki ležaj 64 ima spoljni prsten 65, unutrašnji prsten 66 i niz kuglica 67. U unutrašnjem prstenu 66 se nalazi čaura 68, koja ima ekscentrični otvor 69 za prihvatanje vratila 21 mehanizma 1. Čaura 68 je pričvršćena za osovinu 21 i slobodno rotira u ležištu 64. Prema tome, vratilo 21 svakog mehanizma 1 slobodno rotira u jednoj od glava 61 spojne poluge 60.

[0087] Na Slikama 20 i 21, mehanizmi 1 su približeni. Elementi 14 i 24 su okrenuti ka centru mašine. Vratila 21 povezana spojnom polugom 60 su približena.

[0088] Na slikama 22 i 23, mehanizmi 1 su razmaknuti. Elementi 14 i 24 su okrenuti ka stranama mašine. Vratila 21 povezana spojnom polugom 60 su razmaknuta.

[0089] Tokom kretanja mehanizama 1 i posebno, njihovih sklopova 10 i 20, spojna poluga 60 je fiksirana horizontalno a vertikalno je pokretna. Iako spojna poluga 60 teoretski može slobodno da se kreće u prostoru, ona se ne kreće u horizontalnom pravcu, zbog njenog pozicioniranja u ravnote ži između dva mehanizma 1. Spojna poluga 60 je izrađena od materijala sa dobrim odnosom čvrstoće i elastičnosti, zbog značajnih naprezanja kojima je spojna poluga 60 izložena.

[0090] Na Slici 24, spojna poluga 60 je prikazana delimično, u različitim položajima tokom rada mašine. Konkretno, Slika 24 prikazuje levu glavu 62 spojne poluge 60, spojenu sa mehanizmom 1 levog položaja na Slikama 19 do 23. Elementi 21, A2, 61 i 62 prikazani u desnom položaju su označeni sa 21', A2', 61' i 62' u gornjem položaju sa 21’’, A2’’, 61’’ i 62’’ u levom položaju, a sa 21’’’, A2’’’, 61’’’ i 62’’’ u donjem položaju. Definisana je centralna osa A0 glave 62, ležaja 64 i čaure 68. Ova osa A0 je osa rotacije za osu A2 tokom kretanja mehanizma 1. Takođe je definisan konstantan radijus R60 između osa B0 i A2. Na kraju, definisano je vertikalno pomeranje D60 spojne poluge 60 na gore i dole. Pomeranje D60 je jednako poluprečniku r60. Kao neograničavajući primer, prečnik vratila 21 je jednak 30 milimetara, spoljašnji prečnik spoljašnjeg prstena 65 je 140 mm, unutrašnji prečnik unutrašnjeg prstena 66 iznosi 110 mm, a poluprečnik R60 je 20 milimetara. Prema tome, vertikalno kretanje D60 spojne poluge 60 je 20 mm na gore i 20 mm na dole.

[0091] Dva kraka 14 su raspoređena sa međusobnim pomakom od pola kruga. Slično, dva kraka 24 su rasporedjena sa međusobnim pomakom od pola kruga. Motor uvek ima isti broj krakova 14 ili 24 sa leve ili desne strane. Svaka faza odgovara rotaciji mehanizama 1 od pola kruga (180°).

[0092] Tokom revolucije od 360°, dva mehanizma 1 su istovremeno u mrtvoj tački (momenti M1 i M2 su jednaki nuli) i istovremeno u položaju potiskivanja, i svaki od njih odgovara sagorevanju gasa u motoru.

[0093] Slika 25 prikazuje još jedan primer rotacione mašine prema ovom pronalasku, tipa dvotaktnog motora, prema varijanti na Slici 19. Motor ima dva mehanizma 1 prema ovom pronalasku, od kojih je svaki opremljen sopstvenim klatnom 4. Klatna 4 su okačena direktno na bazu 3 i raspoređena serijski. Tokom kretanja mehanizama 1, a naročito, sklopova 10 i 20, spojne poluge 60 su horizontalno stacionarne a vertikalno pokretne.

[0094] Slika 26 prikazuje još jedan način povezivanja spojne poluge 60 sa mehanizmom 1. Otvor 69 je formiran u centru čaure 68 i centriran na osi A0. Ekscentrični deo 70 je umetnut između vratila 21 i spojne poluge 60. Deo 70 sadrži izduženo telo 71 i osovinicu 72 integrisanu u cilindričnom telu 71. U telu 71 je formiran otvor 73. Osovinica 21 se postavlja u otvor 73 i učvršćuje za telo 71, na primer, pomoću ključa 74 ili na neki drugi način. Vratilo 21 i otvor 73 se centriraju na osu A2. Čivija 72 spojne poluge se postavlja u otvor 69 na rukavcu 68, centriranom na osi A0. Ova osa A0 predstavlja osu rotacije za osu A2 pri kretanju mehanizma 1.

[0095] Prema drugoj varijanti koja nije prikazana, rotaciona ma šina se sastoji od četiri klatna mehanizma 1, postavljena paralelno i u serijama. Dva para mehanizama 1 su postavljena paralelno i sinhronizovana su međusobno. Unutar svakog para, oba mehanizma su postavljena serijski i međusobno su sinhronizovani. Tokom jednog okreta, mašina proizvodi potisak na svakoj četvrtini kruga (90°) mehanizma 1.

[0096] Prema sledećoj varijanti koja nije prikazana, rotaciona ma šina ima osam mehanizama 1, sa klatnom 4 postavljenih paralelno i u serijama. Tokom jednog okreta, mašina proizvodi potisak na svakoj osmini kruga (45°) mehanizma 1.

[0097] Na slikama 1 do 26, određene putanje kretanja i rastojanja su preuveličani zbog pojednostavljenja, kao na primer bočna pomeranja klatna 4.

[0098] U praksi, mehanizam 1 i mašina mogu biti oblikovani drugačije od Slika 1 do 26 bez udaljavanja od obima pronalaska.

[0099] Na primer, prenosni sistem sa lancem i lančanicima može biti zamenjen sistemom kardana, ili bilo kojim drugim sistemom prenosa kretanja koji odgovara nameravanoj primeni.

[0100] Osim toga, tehničke karakteristike raznih gore pomenutih ostvarenja i varijanti se mogu kombinovati delimično ili u celini. Prema tome, mehanizam 1 i mašina se mogu prilagoditi po pitanju troškova, funkcionalnosti i performansi.

Claims (1)

1. Patentni Zahtevi

   1. Mehanizam (1) koji sadrži:

   - oslonac (2);

   - prvi zupčanik (12) pokretan u rotaciji (R1) u odnosu na oslonac (2) oko prve ose (A1);

   - drugi zupčanik (22) pokretan u rotaciji (R2) u odnosu na oslonac (2) oko druge ose (A2);

   pri čemu:

   - ose (A1, A2) su paralelne u referentnoj ravni (PO) horizontalnoj ili vertikalnoj; i

   - zupčanici (12; 22) su u međusobnom zahvatu sa prenosnim odnosom jedan i pokretni su u rotaciji (R1; R2) u suprotnim smerovima;

   mehanizam (1) naznačen time što sadrži:

   - prvi ekscentrični elemenat (14) koji je integralan u rotaciji (R1) sa prvim zupčanikom (12) i generiše prvi moment (M1) gravitacione sile (P1) oko prve ose (A1); i

   - drugi ekscentrični elemenat (24) koji je integralan u rotaciji (R2) sa drugim zupčanikom (22) i generiše drugi moment (M2) gravitacione sile (P2) oko druge ose (A2);

   pri čemu momenti (M1; M2) gravitacionih sila (P1; P2) ekscentričnih elemenata (14; 24) imaju istu vrednost i isti smer i oba variraju u zavisnosti od ugaonog položaja oko osa (A1, A2); i

   za svaki ugaoni položaj zupčanika (12; 22) i ekscentričnih elemenata (14; 24) oko osa (A1; A2), mehanizam (1) je u konfiguraciji ravnoteže (ekvilibrijuma) u mirovanju.

   2. Mehanizam (1) prema zahtevu 1, naznačen time što ekscentrični elementi (14; 24) imaju istu masu i iste dimenzije.

   3. Mehanizam (1) prema jednom od prethodnih zahteva, naznačen time što zupčanici (12; 22) sadrže prvi točak (12) koji ima zub (13a) duži od ostalih zuba (13) i drugi točak (22) koji ima žljeb (23A) formiran između dva zuba (23) i što se duži zub (13a) i žljeb (23a) poklapaju kada se zupčanici (12; 22) spregnu, da se omogući usklađivanje ekscentričnih elemenata (14, 24).

   4. Mehanizam (1) prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačen time, što su ose (A1; A2) zupčanika (12;

   22) horizontalne i referentna ravan (P0) je horizontalna.

   5. Mehanizam (1) prema jednom od zahteva 1 do 3, naznačen time što su ose (A1; A2) zupčanika (12; 22) horizontalne, a referentna ravan (P0) vertikalna.

   6. Mehanizam (1) prema jednom od zahteva 1 do 5, naznačen time što oslonac (2) obuhvata bazu (3) i klatno (4) okačeno za bazu (3) i podupire ose (A1; A2) zupčanika (12; 22), pri čemu se ose (A1, A2) mogu pomerati sa klatnom (4), a ekscentrični elementi (14; 24) opisuju eliptičnu putanju.

   7. Rotaciona mašina, naznačena time što mašina sadrži najmanje jedan mehanizam (1) prema jednom od zahteva 1 do 6.

   8. Rotaciona mašina prema zahtevu 7, naznačena time što je mašina motor sa unutrašnjim sagorevanjem, a ekscentrični elementi (14; 24) koji su montirani na mehanizmu (1) se nalaze u dva položaja centrifugalnog maksimuma, od kojih svaki odgovara sagorevanju gasa u motoru.

   9. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 7 ili 8, naznačena time što mašina sadrži najmanje jedan mehanizam (1) sa klatnom (4) prema zahtevu 6, pri čemu ekscentrični elementi (14; 24) opisuju eliptičnu putanju.

   10. Rotaciona mašina prema zahtevu 9, naznačena time što uređaj sadrži najmanje jedan par sinhronizovanih mehanizama (1) sa klatnima (4) raspoređenim serijski.

   11. Rotaciona mašina prema zahtevu 10, naznačena time što uređaj sadrži spojnu polugu (60) spregnutu sa mehanizmima (1) rasporedjenim serijski, spojna poluga (60) je postavljena u horizontalnom pravcu i pokretna u vertikalnom pravcu tokom kretanja mehanizma (1).

   12. Rotaciona mašina prema zahtevu 9, naznačena time što uređaj sadrži najmanje dva sinhronizovana mehanizma (1) sa paralelno postavljenim klatnima (4).

   13. Rotaciona mašina prema zahtevu 9, naznačena time što uređaj obuhvata nekoliko parova mehanizama (1) sa klatnima (4), mehanizmi (1) su smešteni u nizu i sinhronizovani u okviru svakog para, a parovi su raspoređeni paralelno i međusobno su sinhronizovani.

   14. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 10 do 12, naznačena time što je mašina dvotaktni motor koji sadrži dva mehanizma (1) sa klatnima, gde su prva dva ekscentrična elementa (14) raspoređena sa pomakom od pola kruga, a druga dva ekscentrična elementa (24) su raspoređena sa pomakom od pola kruga.

   15. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 10 do 13, naznačena time, što je mašina četvorotaktni motor sa četiri mehanizma (1) sa klatnom (4), gde su prva četiri ekscentrična elementa (14) raspoređena sa pomakom od jedne četvrtine kruga, a druga četiri ekscentrična elementa (24) su raspoređena sa pomakom od jedne četvrtine kruga.

   16. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 7 do 15, naznačena time, što je baza (3) zajednička za sva klatna (4).

   17. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 7 do 16, naznačena time što mašina sadrži sredstva za pokretanje (40) mehanizama (1), uključujući na primer lanac ili sistem zupčanika koji su predvidjeni za pokretanje rotacije (R1; R2) zupčanika (12; 22).

   18. Rotaciona mašina prema zahtevu 17, naznačena time što sredstva za pokretanje (40) sadrže motor (41).

   19. Rotaciona mašina prema zahtevu 17, naznačena time što sredstva za pokretanje (40) sadrže polugu.

   20. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 9 do 16, naznačena time što mašina nema namenska motorizovana sredstava za pokretanje mehanizma (1), i što se pokretanje mehanizma (1) može postići jednostavnim guranjem klatna (4) ili jednog od ekscentričnih elemenata (14; 24).

   21. Rotaciona mašina prema jednom od zahteva 7 do 20, naznačena time, što uređaj sadrži sredstva za obnavljanje energije kada je mehanizam (1) u pokretu, na primer generator.

   22. Implementacija mehanizma (1) prema jednom od zahteva 1 do 6, naznačena time, što obuhvata sledeće sukcesivne korake:

   - korak pozicioniranja ekscentričnih elemenata (14; 24), međusobno i u odnosu na zupčanike (12; 22), tako da momenti (M1; M2) gravitacionih sila (P1, P2) ekscentričnih elemenata (14; 24) imaju istu vrednost i isti smer, i oba variraju zavisno od ugaonog položaja oko osa (A1; A2), a za svaki ugaoni položaj zupčanika (12; 22) i ekscentričnih elemenata (14; 24) oko osa (A1; A2), mehanizam 1) ima konfiguraciju ravnoteže u mirovanju;

   - korak pokretanja rotacije (R1, R2) zupčanika (12; 22) i ekscentričnih elemenata (14; 24) oko osa (A1; A2), pri čemu (1) mehanizam zadržava konfiguraciju ravnoteže i počinje da se kreće; i - korak rada, u kojem rotacija (R1, R2) ekscentričnih elemenata (14; 24) oko osa (A1; A2) generiše centrifugalnu silu u mehanizmu (1).