ES3030722B2

ES3030722B2 - Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado

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Publication number: ES3030722B2
Application number: ES202331091A
Authority: ES
Inventors: Mesa Cristobal Urbano
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2023-12-28
Filing date: 2023-12-28
Publication date: 2025-10-31
Anticipated expiration: 2043-12-28
Also published as: ES3030722A1; WO2025141234A1

Description

DESCRIPCIÓN

Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado

OBJETO DE LA INVENCIÓN

La siguiente invención, según se expresa en el enunciado de la presente memoria descriptiva, se refiere a un sistema generador de energía mecánica basado en el uso de un conjunto de imanes permanentes y de pistones que se desplazan alternativamente por dentro de sus correspondientes cilindros, en una configuración geométrica específica en la que se optimiza el aprovechamiento de las fuerzas de atracción y repulsión magnéticas generadas.

El sistema que se preconiza resulta de especial aplicación en motores alternativos por repulsión magnética que encuentran su campo de aplicación tanto en la industria mecánica como en la de generación de energía eléctrica.

ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN

A modo de introducción al estado de la técnica en cuanto al uso de imanes permanentes para la generación de un par mecánico y por tanto de energía, es por todos conocido que al acercar dos imanes con sus polaridades en un mismo plano por sus polos iguales se repelen, mientras que si los acercamos en el mismo plano por sus polos opuestos se atraerán con la misma fuerza que antes se repelían. Así mismo, estos mismos imanes cuando se encuentran unidos por sus polos opuestos, podríamos separarlos girando uno de ellos sobre su eje, utilizando una fuerza que sería igual a la fuerza que los atrae con la particularidad de que cuando hayamos girado 180°, los imanes estarán en la posición de repulsión, provocando la separación de estos.

Cuando continuemos con los 180° restantes del giro, esta vez no será necesario ningún esfuerzo puesto que los imanes estarán lo suficientemente distantes como para que sus campos magnéticos no se interfieran y volverán a situarse en la posición inicial de atracción completando así un ciclo natural que se denomina ciclo magnético tal y como se muestra en la Figura 1.

Si fuera posible desarrollar una configuración que permitiera aprovechar este ciclo magnético para impulsar un motor al que se derivara el balance positivo de las fuerzas que se generan en dicho ciclo, como consecuencia de la diferencia de fuerzas entre las sucesivas fuerzas de repulsión y atracción generadas entre dos imanes permanentes alineados, menos la que es necesario aportar para llevar a cabo el giro de uno de los imanes permanentes a fin de garantizar el referido ciclo magnéticos.

Atendiendo a las invenciones presentes en el estado de la técnica donde se aborde la problemática descrita, identificadas por número de publicación o identificación y fecha de publicación, respectivamente, se identifica el documento DE102016007879A1 (FURCHERT HANS-JÜRGEN), 01.12.2016, donde se divulga un cigüeñal formado por varios pistones unidos al cigüeñal por sus bielas que les permiten realizar un movimiento de subida y bajada por el interior de sus respectivos cilindros, haciendo girar al cigüeñal, también cuenta con lo que se podría asociar a un estator que tiene varios imanes permanentes sujetos a un árbol y que permite el giro de los imanes. El movimiento o giro de los imanes, produce una transmisión a un árbol vinculado a varios engranajes troncocónicos, en la configuración propuesta los materiales son no metálicos salvo los imanes.

Luego a modo de conclusión, la "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado”, aporta respecto al estado de la técnica, una mejora en el rendimiento energético de los motores magnéticos según una configuración geométrica y una sincronización de movimientos hasta ahora desconocida y fácilmente escalable para adaptarlo a las diferentes aplicaciones requeridas.

EXPLICACIÓN DE LA INVENCIÓN

A modo de explicación de la invención, el "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado” se lleva a cabo teniendo en cuenta la siguiente configuración:

A. Cuatro imanes permanentes alineados por cada uno de los cuatro pistones magnéticos con la polaridades sobre un plano horizontal común en el que forman un cuadrado, de forma que líneas del campo magnético de cada par de imanes enfrentados se encuentran en planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje del imán que gira, y donde cada pistón magnético contiene un imán permanente en cada uno de sus dos extremos que únicamente se desplaza linealmente por dentro de su cilindro hasta su final de carrera de aproximación a su correspondiente imán permanente que sólo gira situado en cada uno de sus dos extremos, mientras que el imán permanente que sólo gira de un extremo está vinculado a un eje provisto de movimiento angular, y el imán permanente que sólo gira situado en el extremo opuesto es a su vez el extremo de un eje provisto también de movimiento angular, aunque en configuración de cigüeñal.

B. Cuatro mecanismos de biela de vinculación entre el movimiento lineal de cada pistón magnético y el movimiento angular solidario de su correspondiente eje perpendicular en configuración de cigüeñal por cada uno de los cuatro vértices del cuadrado, según cuatro ejes en configuración de cigüeñal paralelos dos a dos entre las dos diagonales del cuadrado, aunque con sus muñequillas desfasadas 180° entre ellas.

C. Ocho ruedas dentadas alojadas en los extremos de sendas prolongaciones exteriores de cada uno de los cuatro ejes, en las que se ubican cuatro correas de transmisión dispuestas en paralelo y por fuera de los cuatro lados del cuadrado, a fin de llevar a cabo uniones solidarias e independientes entre dos ejes paralelos por el mismo extremo, según un primer eje que únicamente proporciona a su imán permanente el movimiento angular, más otro segundo eje en configuración de cigüeñal.

Luego, para iniciar el ciclo magnético se requiere impulso inicial exterior provocado por un actuador que traslada el giro a través de su correspondiente cigüeñal al movimiento lineal de dos pistones magnéticos situados en una diagonal del cuadrado, activando un movimiento angular en el mismo sentido por cada uno de los cuatro pares de ejes que rotan de forma solidaria, basado en el movimiento angular de dos imanes permanentes enfrentados por cada uno de los cuatro ejes respecto a su correspondiente pistón magnético intermedio, que en función de su posiciones angulares relativas, generan por cada uno de los dos extremos del correspondiente pistón magnético, un ciclo sincronizado de fuerza de repulsión, distancia a la que se anula la interacción magnética y fuerza de atracción, que libera una energía mecánica procedente del movimiento lineal de cada pistón magnético trasladada, mediante el mecanismos de biela, al eje perpendicular en configuración de cigüeñal.

Evidentemente, se puede adaptar el modelo descrito a las potencias requeridas en cada aplicación, haciendo uso de tantas unidades como sean necesarias, teniendo en cuenta que las conexiones entre módulos han de llevarse a cabo de forma que a un módulo se le conecta a sus ejes otro módulo en la posición alternativa entre los dos finales de carrera posibles.

DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

Para complementar la descripción que se está realizando y con objeto de ayudar a una mejor comprensión de las características del invento, de acuerdo con un ejemplo preferente de realización práctica del mismo, se acompaña como parte integrante de dicha descripción, un juego de dibujos en donde con carácter ilustrativo y no limitativo, se ha representado lo siguiente:

Figura 1.- Muestra una ilustración de la evolución del ciclo magnético.

Figura 2.- Muestra una planta principal del "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado” en un final de carrera.

Figura 3.- Muestra una planta principal del "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado” en final de carrera alternativo.

Figura 4.- Muestra una planta principal del "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado” en cuatro módulos combinados.

En las citadas figuras se pueden destacar los siguientes elementos constituyentes:

1. Imanes permanentes.

2. Cilindros por cuyo interior se desplazan linealmente los dos imanes permanentes que constituyen cada uno de los cuatro pistones magnéticos.

3. Eje provisto de movimiento angular

4. Eje provisto de movimiento angular en configuración de cigüeñal.

5. Biela de vinculación entre el movimiento lineal de cada pistón magnético y el movimiento angular solidario.

6. Muñequillas.

7. Ruedas dentadas.

8. Correas de transmisión.

EJEMPLO DE REALIZACIÓN PREFERENTE

A modo de ejemplo de realización preferente se puede hacer uso del "Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado” tal y como se muestra en las Figuras 2-3, para la obtención de un par motor en el movimiento de un torno de fabricación de los habitualmente utilizados en la industria metal mecánica.

A tal fin se trata de que, por cada uno de los cuatro pistones magnéticos, el movimiento angular de los imanes que solo giran vinculados a su correspondiente eje, provoquen la atracción, anulación de fuerzas y repulsión de los imanes permanente que como consecuencia se desplazan linealmente por dentro de su correspondiente cilindro sin movimiento angular alguno, hasta completar el ciclo magnético de la Figura 1. Más concretamente, en la Figura 2-3, se muestran los cuatro imanes permanentes (1) alineados por cada uno de los cuatro pistones magnéticos con las polaridades sobre un plano horizontal común en el que forman un cuadrado, donde las líneas de campo magnético de cada par de imanes enfrentados se encuentran en planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje del imán que gira. Así mismo, también se muestra como cada pistón magnético contiene un imán permanente en cada uno de sus dos extremos que únicamente se desplaza linealmente por dentro de su cilindro hasta su final de carrera de aproximación a su correspondiente imán permanente que sólo gira, situado en cada uno de sus dos extremos.

Continuando con la descripción, también se muestran los cuatro mecanismos de biela (5) de vinculación entre el movimiento lineal de cada pistón magnético entre sendos cilindros (2) y el movimiento angular solidario de su correspondiente eje perpendicular en configuración de cigüeñal (4) por cada uno de los cuatro vértices del cuadrado, según cuatro ejes en configuración de cigüeñal (4) paralelos dos a dos entre las dos diagonales del cuadrado, aunque con sus muñequillas (6) desfasadas 180° entre ellas.

Por último, también se muestran las ocho ruedas dentadas (7) alojadas en los extremos de sendas prolongaciones exteriores de cada uno de los cuatro ejes, en las que se ubican cuatro correas de transmisión (8) dispuestas en paralelo y por fuera de los cuatro lados del cuadrado.

Evidentemente, la sección transversal de los cilindros (2) debe tener la misma forma que los soportes en los que se alojan cada imán permanente (1) de los que se desplazan linealmente convenientemente orientado por cada uno de los dos extremos de cada pistón magnético, al objeto de no facilitar que estos giren sobre su propio eje, permitiendo solo el desplazamiento longitudinal.

Así mismo, todos los elementos utilizados salvo los propios imanes permanentes (1) se deben fabricar en un material no conductor de la electricidad, por ejemplo, en material plástico de buena resistencia mecánica y bajo coeficiente de rozamiento.

Luego, a partir de un impulso inicial exterior provocado por un actuador, los ocho ejes provistos de movimiento angular descritos (3-4) se mueven de forma sincronizada como reacción a la fuerza que se genera en los pistones magnéticos que se trasladan a los correspondientes ejes provistos de movimiento angular en configuración de cigüeñal (4) que a su vez arrastran solidariamente a un eje paralelo y situado en el mismo lado del cuadrado (3), alterando la posición angular del imán permanente (1) que contiene, según dos posiciones alternativas entre finales de carrera alternos tal y como se muestra en las Figuras 2-3.

Por último, es importante indicar cómo se puede reproducir el modelo descrito al objeto de adaptarlo a las potencias requeridas en tantas unidades como se estimen convenientes, para ello, únicamente, se ha de tener en cuenta que a un módulo se le conecta a sus ejes otro módulo en la posición alternativa entre los dos finales de carrera posibles tal y como se muestra en la Figura 4, adaptando la configuración de módulos a las necesidades de potencia requerida en cada caso y mejorando los rendimientos al reducir las necesidades de elementos que añaden fricción como poleas y correas de transmisión.

No se considera necesario hacer más extensa esta descripción para que cualquier experto en la materia comprenda el alcance de la invención, su carácter modular y las ventajas que de la misma se derivan. Los materiales empleados, dimensiones, configuración geométrica propuesta y/o soluciones técnicas serán susceptibles de variación siempre y cuando ello no suponga una alteración en la esencialidad del invento.

Claims

REIVINDICACIONES

1. - Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado, caracterizado por llevarse a cabo mediante la combinación de los siguientes elementos;

A. Cuatro imanes permanentes alineados por cada uno de los cuatro pistones magnéticos, con la polaridades sobre un plano horizontal común en el que forman un cuadrado, de forma que las líneas de campo magnético de cada par de imanes enfrentados se encuentran en planos paralelos entre sí y perpendiculares al eje del imán que gira, y donde cada pistón magnético contiene un imán permanente en cada uno de sus dos extremos que únicamente se desplaza linealmente por dentro de su cilindro hasta su final de carrera de aproximación a su correspondiente imán permanente que sólo gira situado en cada uno de sus dos extremos, donde el imán permanente que sólo gira de un extremo está vinculado a un eje provisto de movimiento angular, mientras que el imán permanente que sólo gira situado en el extremo opuesto es a su vez el extremo de un eje provisto también de movimiento angular, aunque en configuración de cigüeñal.

C. Ocho ruedas dentadas alojadas en los extremos de sendas prolongaciones exteriores de cada uno de los cuatro ejes, en las que se ubican cuatro correas de transmisión dispuestas en paralelo y por fuera de los cuatro lados del cuadrado, a fin de llevar a cabo uniones solidarias e independientes entre ejes paralelos por el mismo extremo. según un primer eje que únicamente proporciona a su imán permanente el movimiento angular, más otro segundo eje en configuración de cigüeñal.

2. - Motor de cuatro pistones magnéticos a base de imanes permanentes en configuración sobre un plano en el que forman un cuadrado según reivindicación 1, que se adapta a las potencias requeridas en cada aplicación combinando el modelo descrito en tantas unidades como sean necesarias, caracterizado porque la conexiones entre módulos han de llevarse a cabo de forma que a un módulo se le conecta a sus ejes otro módulo en la posición alternativa entre los dos finales de carrera posibles.