PRODUCIDA POR LA FUERZA Y PESO DEL PASO VEHICULAR DESPLAZÁNDOSE POR

UNA CALZADA.

Antecedentes de la Invención

La invención se refiere a un sistema para captar y obtener el máximo de energía cinética, producida por la fuerza y peso del paso vehicular desplazándose por una calzada, para luego convertirla en un movimiento rotacional de rapidez variable y para luego transformarla en energía eléctrica, más específicamente, el sistema GVP.2 posee medios estructurales precisos y posesionados de manera que permiten captar la fuerza ejercida por el desplazamiento vehicular, como una cubierta superior de caucho de contorno transversal levemente sinusoidal o convexa, seguido con una plataforma oscilante o pivotante como lomo de toro, y debajo de estos medios, un brazo actuador de movimiento rotatorio (mejora la fuerza de torque), dispuesto sobre una rueda dentada móvil, la que se conecta mediante un eje longitudinal con un caja de engranajes multiplicador de velocidad y este a su vez se conecta con un volante de inercia con una brida de acople a un generador y un soporte para eje fijo de dicho generador y una caja longitudinal metálica subterránea de soporte y ensamblaje para todo el sistema para captar la energía cinética del paso vehicular.

Debido al aumento sostenido del consumo de energía eléctrica en prácticamente la mayoría de las actividades humanas, surge la necesidad de obtener este recurso de la manera más amigable posible con el medio ambiente, el sistema generador puede impactar positivamente en la generación de energía eléctrica para su destino en lugares de tráfico de vehículos de manera regular como las autopistas, pistas secundarias, ingreso y salida de centro comerciales como grandes supermercados, malls, recintos públicos, ingreso a recintos industriales, etc.

En lo que se refiere al estado de la técnica para sistemas para captar la energía cinética o potencial, para convertirla en energía eléctrica, podemos citar la patente de invención N° 56.742, la que se refiere a un sistema para generar energía potencial en energía eléctrica, mediante el movimiento producido principalmente con la fuerza y peso de los vehículos o lo similar, de manera más eficiente que los sistemas utilizados actualmente y con el mínimo de esfuerzo mecánico, caracterizado porque el sistema está conformado co n una plataforma superior articulada (1), bajo esta plataforma superior (1) se encuentra conectado un eje principal de giro (6) que hace girar un sistema conformado con un conjunto engranajes similares (2); la plataforma articulada (1) está conformada con tres cuerpos independientes o placas (3), los cuales presentan una especie de bisagras (4) que permiten unir dichos cuerpos independientes (3) y también permiten fijarse por los extremos perimetrales con un medio de soporte principal (5); dichos cuerpos independientes o placas abisagradas (3) que actúan alternando el desplazamiento .vertical entre los cuerpos independientes o placas (3) secuencialmente; para lograr este efecto se consideran unos trinquetes con rodamientos con sentido de giro unidireccional (8) dispuestos en el eje principal (6), el cual está provisto con unos soportes con rodamientos (7), los cuales se ubican en los extremos; la que permiten el movimiento del eje principal (6) mediante el paso del vehículo sobre la plataforma articulada (1) y producirá el movimiento del conjunto de engranajes (2), desarrollando cuatro transformaciones de energía potencial en energía mecánica, por cada vehículo que circule por la plataforma, (las ruedas delanteras hunden los dos primeros cuerpos o placas (primer movimiento). luego pisan sobre las otras dos cuerpos o placas finales (segundo movimiento), luego las ruedas traseras entran en los dos primeros cuerpos (tercer movimiento) y terminan pasando las ruedas traseras por los últimos dos cuerpos (cuarto movimiento).

Otra patente de invención para producir energía, es la ES1059765, la que se refiere a un dispositivo para generación de energía, caracterizado porque comprende una carcasa (1) de soporte, una cremallera (3) montada con posibilidad de desplazamiento vertical sobre unos medios de guiado definidos en la carcasa (1), unos medios elásticos que actúan sobre la cremallera (3) tendiendo a mantenerla en una posición superior, un pifión (8) de giro unidireccional accionable por la cremallera (3) y montado sobre un eje motriz (81) acoplado a un generador elóctrico (4) y una placa actuadora (6) destinada a posicionarse sobre un canal transversal (21) definido en una carretera o vía de circulación (2) y en el que se encuentra alojado el generador propiamente dicho, siendo dicha placa actuadora operativamente apta para provocar el descenso de la cremallera (3), el giro del eje motriz (81) y el accionamiento del generador (4) al ser, dicha placa, presionada y deformada elásticamente por las ruedas (7) de los vehículos en circulación.

El sistema para captar la energía cinética del paso vehicular desplazándose por una calzada de la invención, es una solución técnica depurada, tendiente a la obtención de energía eléctrica de manera limpia y amigable con el medio ambiente y cuya fuente es la energía cinética disponible generada por el paso de los vehículos.

El desarrollo del sistema de la invención se ha tenido en cuenta aspectos relevantes como lo es el necesario mantenimiento preventivo y el reemplazo de algunas de las partes móviles que experimentarán desgaste. En efecto, el sistema considera el mínimo de piezas en movimiento.

Debido a la gran variedad de vehículos y los diferentes pesos de estos, el diseño tuvo en cuenta el caso extremo de un camión cargado. De acuerdo con la normativa vigente de VIALIDAD, el máximo peso permisible es de 9000 Kg, por eje. Este dato obligó al dimensionamiento de las partes mecánica componentes con el grado de robustez adecuado. Por otro lado, la oportunidad de obtener el máximo de energía, el sistema completo incluye dos generadores de 2 KW cada uno, con sus correspondientes sistemas mecánicos asociados de la invención.

Esta potencia agregada de los generadores opone un torque resistente al sistema mecánico, el que se suma al torque resistente propio de las inercias (masas) de los componentes o medios del sistema mecánico: un volante de inercia, un conjunto de engranajes, una rueda dentada, una plataforma, resortes de flexión, etc. Esta suma de torques resistentes tiende a oponerse el descenso de la plataforma cuando pase un vehículo liviano. Todos estos aspectos, fueron observados.

Breve descripción de las Figuras

Para comprender mejor la invención, para un sistema que permite captar el máximo de energía cinética del paso vehicular o lo similar desplazándose por una calzada, para luego convertirla en un movimiento rotacional de rapidez variable y luego transformarla en energía eláctrica, la describiremos en base a las figuras que forman parte integral de esta invención, y las que tienen solamente el carácter de ilustrativo, no limitándose el alcance de la invención ni a las modificaciones obvias que pudiese, surgir, en donde: La figura 1 consiste en una vista explosada, en perspectiva, de todos los componentes o medios, del sistema para captar la energía cinética producida por el paso vehicular para luego transformarla a energía eléctrica.

La figura 2 consiste en una vista en perspectiva del sistema, para captar la energía cinética producida por el paso vehicular, donde se muestra una caja de un perfil metálico con una plataforma pivotante, donde dicha caja con una estructura que permite instalar en su interior en forma precisa todos los componentes y en especial un conjunto o un sistema mecánico captador de la energía cinética producida por el paso vehicular.

La figura 3 consiste en una vista en perspectiva donde muestra un despiece de cada uno de los componentes del conjunto sistema mecánico captador de la energía cinética del paso vehicular.

La figura 4 consiste en una vista en elevación posterior de los componentes del sistema mecánico, donde se aprecia un sistema de engranajes para multiplicar la velocidad, de una caja de engranajes de la invención.

La figura 5 consiste en un vista en perspectiva de la planta superior del sistema conjunto mecánico de la invención.

La figura 6 consiste en una vista en perspectiva en diagonal posterior del sistema conjunto mecánico, donde se aprecian la zona posterior de un brazo actuador con una rueda dentada conectada con la caja de engranajes multiplicador de velocidad y está a su vez conectada con un volante de inercia para terminar conecto dicho volante de inercia con un generador de uso eólico.

La figura 7 consiste una vista en elevación frontal de los componentes del conjunto mecánico de la invención. La figura 8 consiste un vista en perspectiva de un despiece de la carcasa de la caja de engranajes multiplicadora de velocidad, dejando ver en su interior la disposición novedosa del sistema de engranajes.

La figura 9 consiste una vista en elevación lateral del sistema de engranajes, donde se aprecia el interior con unas paredes que sirven como soporte de dicho sistema engranajes de la invención.

La figura 10 consiste una vista en perspectiva de la distribución del sistema de engranajes captador de la energía cinética del paso vehicular de la invención.

La figura 11 consiste en una vista en perspectiva del brazo actuador móvil que permite el movimiento rotacional de la rueda dentada de la invención.

La figura 12 consiste en una vista en perspectiva lateral del brazo actuador móvil, donde se puede apreciar su conformación estructural novedosa. Descripción de la Invención

Tal como se aprecia en las figuras 1 a 12, el sistema que permite captar y obtener el máximo de energía cinética (100) producida por el paso de vehículos o lo similar, para luego convertirla en un movimiento rotacional de rapidez variable y luego transformarla en energía eléctrica, está integrado por, a lo menos, una cubierta superior de caucho (1), una plataforma metálica móvil (2); un conjunto o sistema mecánico (3) captador de energía cinética, el cual está provisto con un brazo actuador pivotante (4), una caja de engranajes multiplicador de velocidad (5), de un volante de inercia ( 6), de una brida de acople (7) y un generador eléctrico (8), todo el mecanismo para su funcionamiento ensamblados al interior de una caja longitudinal metálica subterránea (9), La cubierta superior de caucho (1), es un lámina de contorno transversal levemente sinusoidal o convexa (10), provista con una pletina perimetral superior (11) con orificios equidistantes (12), los cuales permiten la fijación de dicha cubierta superior (1) sobre un contorno perimetral superior (13) de la caja longitudinal metálica subterránea (9) como caja de soporte e instalación de todo el sistema captador de energía cinética (100); donde dicha cubierta superior de goma (1), actóa como sello para impedir el ingreso de agua y cualquier tipo de suciedad que pueda afectar el conjunto mecánico captador de energía cinética (3). Además, la cubierta superior de goma (1) amortigua parcialmente el impacto de las ruedas de los vehículos con la plataforma móvil (2) y también permite proteger la suspensión de los vehículos (ver figura 1).

La plataforma móvil (2) va dispuesta por debajo de la cubierta superior de caucho (1) y corresponde a la parte superior del mecanismo que tiene contacto con las ruedas de los vehículos, el cual recibe el impulso vertical descendente correspondiente a la energía que recibe y transforma el sistema o conjunto mecánico (3) captador de energía cinética. La plataforma móvil (2), pivotea en torno a una barra longitudinal (14) que se encuentra en uno de los bordes interiores (9a) de la caja longitudinal metálica subterránea (9), para la instalación del sistema mecánico (3). Al pasar los neumáticos sobre esta plataforma móvil (2), desciende aproximadamente uno 50 mm en el punto de contacto con los neumáticos.

La plataforma móvil (2), está conformada con un cuerpo longitudinal con una zona levemente convexa (15) seguido con una zona frontal con aberturas transversales oblongas (15a) separadas en forma equidistantes entre sí, formándose entre dichas aberturas transversales oblongas (15) unas especie aletas rectas (16) y de distintos anchos, pero de igual longitud; asimismo, presenta dicha plataforma móvil (2), más específicamente, por su zona plantar inferior, con una pluralidad de travesanos equidistantes entre sí (16a). los que permiten darle rigidez y resistencia en general a dicha plataforma móvil (2).

Debajo de dicha plataforma móvil (2) se encuentra el conjunto o sistema mecánico (3) captador de energía cinética, el cual está conformado de al menos un brazo actuador pivotante (4), el cual pivotea en forma angular en torno a la misma barra longitudinal de soporte (14) que la de la plataforma móvil (2) y cuyo extremo más alejado del pivote desciende aproximadamente 15D mm. Este descenso genera un movimiento circular o rotacional, de una rueda dentada motriz (17), la que está acoplada a un eje longitudinal axial inicial de transmisión (18) que es el que manifiesta la transferencia de energía a la caja de engranajes (5) multiplicadora de velocidad. Esta energía es debido al torque generado por la fuerza de descenso y transmitido por el brazo actuador pivotante (4), el cual está en contacto con dicha rueda dentada motriz (17), (ver figura 4).

La función de dicha plataforma móvil (2) es transmitir el movimiento pivotante por el paso vehicular para convertirlo en un movimiento de tipo circular o rotacional, por medio del brazo actuador pivotante (4), el cual también pivotea en el mismo eje longitudinal de soporte (14) de dicha plataforma móvil (2).

El brazo actuador pivotante (4), está conformado con dos placas en forma de "V", siendo sus vértices inferiores redondeados (19) y sus diagonales curvados (19b), las cuales van unidas en forma paralela con unos pasadores metálicos extremos (19c), uno ubicado entre uno los extremos de dichas diagonales curvadas y otro entre sus vértices inferiores redondeados (19) de dichas placas en forma de "V". Entre una de sus diagonales curvados (19b) van dispuestos en forma transversal una pluralidad de pasadores metálicos (20), los cuales se encuentran separados entre sí en forma equidistante y nacen cerca de los vértices inferiores redondeados (19) y terminan antes de los extremos inferior de sus diagonales curvados (19b), Los pasadores de cuerpos tubulares (20), engranar con la rueda dentada motriz (17). Puesto que el descenso de dicha rueda dentada motriz (17) es muy rápido, el brazo actuador pivotante (4), traspasa el giro circular parcial a la rueda dentada motriz (17). Debido al peso de los vehículos, la fuerza descendente sobre la plataforma pivotante (2) y sobre el brazo actuador pivotante (4), da origen a lo que en física se conoce como Jorque. El concepto de torque es el producto de una fuerza perpendicular y la longitud de un brazo con respecto a un eje de pivote.

Una vez que el vehículo pasa por el sistema captador de energía cinética (100), un conjunto de dos resortes de flexión (20a) ubicados entre unas placas equidistantes (20b), las que se encuentran en el interior de la caja longitudinal metálica subterránea (9), dichos resortes (20a) permiten devolver la plataforma móvil (2) al punto de partida y el brazo actuador pivotante (4), éste permanece engranado a los dientes (21) de la rueda dentada motriz (17) en todo momento, la energía cinética entregada por los vehículos se manifiesta en un angular rápido que origina un movimiento circular, igualmente rápido, de sólo 15° aproximadamente y de 15 cm circulares en la periferia de la rueda dentada motriz (17), donde dicho movimiento circular es transmitido hacia el eje longitudinal axial inicial de transmisión (18) el que se conecta con la caja de engranajes multiplicadora de velocidad (5).

Puesto que la rueda dentada motriz (17) tiene un giro limitado de sólo 15°, este giro se transmite a su eje longitudinal axial inicial de transmisión (18) y mediante les rodamientos de trinquete (17b), el que sólo permite la tracción en un solo sentido, el eje longitudinal axial inicial de transmisión (18) se libera de la rueda dentada (17) y transmite el giro al resto del sistema mecánico (3). En consecuencia, dicha rueda dentada (17) no sigue girando

Dicho eje longitudinal axial inicial de transmisión (18) de dicha rueda dentada (17), transmite el torque al siguiente elemento mecánico que corresponde a la caja de engranajes (5) multiplicador de velocidad.

La caja de engranajes (5) recibe el movimiento circular del eje longitudinal axial inicia de transmisión (18) de la rueda dentada motriz (17) y su función es multiplicar la rapidez angular del movimiento en el eje longitudinal de entrada (18b) de la caja de engranajes (5) y conseguir una rapidez angular superior en el eje longitudinal de salida (25) de dicha caja de engranajes (5) multiplicadora de velocidad.

Basado en las dimensiones de la rueda dentada motriz (17) y el giro rápido de sólo 15° en D.5 segundos, es posible obtener una rapidez angular de aproximadamente 15 a 2D RPM (revoluciones por minutos). Debido a la combinación de cuatro engranajes al interior de la caja de engranajes (5) multiplicadora de velocidad, es posible obtener una rapidez angular entre HDD y 13DD RPM en el eje de salida (25) de dicha caja de engranajes (5) multiplicadora de velocidad, donde dicha la caja de engranajes (5) multiplica en un factor aproximado a 65.

La caja de engranajes metálica (5) multiplicadora de velocidad, está conformada con una planta superior y una planta inferior (24), cuatro paredes verticales, una pared frontal vertical (26) y una pared vertical posterior (26a), paredes laterales (27) y dos paredes verticales interiores (28) y (28a); las paredes verticales, sirven como soporte para los medios de la caja de engranajes (5); en la pared frontal (26) presenta un rodamiento de bolas rígidas de descanso superior (22) y un rodamiento de bolas rígidas de descanso inferior (29); el rodamiento de bolas rígidas de descanso superi or (22), recibe el eje longitudinal (18) de la rueda dentada (17) la cual está montada con un soporte (17a) y sujeta con rodamientos de trinquetes (17b), donde dicho eje longitudinal axial inicial de transmisión (18), a su vez se acopla con rodamientos de bolas rígidas (18a) con el eje longitudinal de entrada (18b), de la caja de engranajes (5); este eje longitudinal de entrada (18b) presenta un engranaje superior conductor (30), el cual va acoplado con rodamientos de bolas rígidas de descanso extremas (31) y todo soportados en la pared frontal (26) y paredes interiores (28) y (28a); el rodamiento de bolas rígidas de descanso inferior (29) se encuentra fijo a la pared frontal (26) y se conecta en un primer extremo con un eje longitudinal conducido (33), el cual atraviesa las paredes interiores (28) y (28a) y presenta un primer engranaje conducido (32), el que es conducido por dicho engranaje conductor superior (30) que es de mayor diámetro, y en el otro extremo de dicho eje longitudinal conducido (33) se encuentra otro engranaje conductor (34) de igual diámetro que el engranaje conductor (30), y está soportado con un rodamiento de bolas rígidas de descanso (35) instalado en la pared posterior (26a); el engranaje conductor (34), de igual diámetro que el engranaje conductor superior (30), se conecta con un engranaje superior conducido (36) de igual diámetro que el engranaje inferior conducido (32), el cual está conectado en el extremo interior de dicho eje longitudinal de salida conducido (25), con un rodamiento de bolas rígidas de descanso (37) y este a su vez se conecta con otro rodamiento de bolas rígidas de descanso (37a) el cual está fijo a la pared posterior (26a) y dicho rodamiento de bolas rígidas de descanso (37a) se acopla con el eje longitudinal de salida conducido (25) y luego SB acopla con otro eje longitudinal (38) del volante de inercia (6) con rodamientos de bolas rígidas (39).

El volante de inercia (6) tiene como función recibir el giro del eje longitudinal de salida (25) de la caja de engranajes (5) y "acumular" la energía de rotación. Acumular energía cinética es precisamente la función de un volante de inercia (6). Absorbe energía de rotación normalmente variable, que en este caso es la energía cinética que transmite el peso y fuerza del paso de los vehículos, para mantener un movimiento circular moderadamente más uniforme y transmitirlo finalmente al generador de neodimio (8).

El volante de inercia (6) es una rueda que tiene la mayor parte de su masa concentrada en la periferia y una característica destacable en este diseno es que este volante está equipado con un rodamientos de trinquetes (40), los que sólo permite el movimiento en un sólo sentido. Esto significa que cuando eje longitudinal de salida (25) de la caja de engranajes (5) IB imprime movimiento al volante de inercia (6), este óltimo permanece en giro, mientras que el eje longitudinal de salida (25) de dicha caja de engranajes (5) con la rueda dentada motriz (17), se detienen. De esta manera, toda (o mayoritariamente) la energía cinética de rotación acumulada por dicho volante (6) es transmitida al generador de neodimio (8).

El volante de inercia (6) se encuentra sobre un soporte (41) con el eje longitudinal (38), el cual se acopla con la brida de acople (7), con el generador de neodimio (8) y con rodamientos de bolas rígidas (43), lo que permite compatibilizar el acoplamiento y transmisión de final del movimiento de rotación del volante (6) hacia el generador de neodimio (8), debido a que está proyectado en una unidad Especialmente diseñada para aplicaciones en energía Bélica, esta brida de acople (7) tiene una cara con perforaciones roscadas (46) cuya finalidad es permitir en lo posible el acoplamiento del cuerpo central de las turbinas eúlicas, cuando corresponda.

La caja longitudinal metálica subterránea (9). está conformada con un perfil metálico, cuya estructura es funcional con todo el sistema y presenta un cuerpo con un contorno inferior en forma de "U" (47) el que permite instalar el sistema o conjunto mecánico captador de la energía cinética (3) y donde dicho perfil en forma de "U" (47) se prolonga en ambos contornos perimetrales superiores con un doblez (9a) dispuesto hacia afuera, de superficie longitudinal recto, donde se instalan una pluralidad de topes rígidos equidistantes (48), los cuales sirven como soporte de la barra longitudinal (14) y del brazo actuador (4). Luego dicho doblez o pliegues superiores longitudinales se prolongan en forma perpendicular, para luego terminar con otro doblez hacia afuera (13), el cual permite fijar por todo el contorno perimetral la cubierta superior de goma (1).