La presente invención se encuentra referida a un sistema para transformar un movimiento rectilíneo oscilante o alternativo de amplitud constante en un movi- miento giratorio con sentido de giro único y viceversa, conforme a las características de la reivindicación primera.

La transformación o conversión de un movimiento rectilíneo alternativo en uno giratorio tiene aplicación en todo tipo de máquinas y motores ya sean de accio- namiento a vapor, neumático, de atracción electromagnéti- ca, combustión interna, de tracción animal, etc. E1 llamado sistema de biela-manivela es el único empleado de manera generalizada, que por ejemplo, para motores de combustión interna se conoce como sistema de biela- cigüeñal.

Como resulta conocido por los expertos en la técnica, este sistema de biela-cigüeñal ampliamente utilizado en motores de explosión, debe su escaso rendimiento a que los ángulos de incidencia de la biela sobre el cigüeñal son adecuados únicamente en un corto sector del ciclo de funcionamiento. Para paliar este inconveniente se recurre a la utilización de discos o volantes de inercia, que, no obstante, no son capaces de entregar toda la energía absorbida debido al efecto de "encallamiento"que sufren los cojinetes de los asientos del cigüeñal.

Para aumentar la regularidad del ciclo debe aumen- tarse el número de cilindros del motor, lo que aumenta igualmente la complejidad, la fricción, el peso, el volumen y el coste. Además, al precisar cigüeñales de grandes dimensiones, las masas de inercia aumentan

también, contribuyendo negativamente al rendimiento final.

De lo anterior resulta evidente la necesidad técnica de desarrollar un sistema para transformar un movimiento lineal alternativo en un movimiento giratorio que permita solucionar los problemas anteriormente indicados. La invención está basada en el reconocimiento de que un sistema para transformación de movimiento debe aunar los siguientes principios : -proporcionar un pequeño ángulo de incidencia de los órganos de giro respecto al desplazamiento lineal de los cilindros; -reducir el número de cilindros, por ejemplo, dos y conseguir un ciclo regular completo; -reducir la cuantía de las masas de inercia; y -minimizar el efecto de encallamiento.

Conforme a la invención, esta tarea se consigue, de acuerdo con las características de la reivindicación 1, por cuanto dicho sistema comprende : -un cilindro de acero hueco (2) linealmente desplazable, convenientemente aligerado, en la superficie lateral del cual está prevista una primera ranura ciega (3) con un desarrollo en zig-zag cerrado o sinfín con picos (3a) y valles (3b) redondeados y porciones rectas (3c), así como unas segundas ranuras ciegas rectas (4) que se extienden paralelamente al eje (2a) de dicho cilindro desde la proximidad de sus extremidades (2b, 2c) hasta los valles (3b) del zig-zag que forma la primera ranura (3), es decir en doble número que el de picos (3a) existente en un extremo del cilindro ranurado (3); -una pieza de revolución giratoria en forma de doble corona (5) para alojar coaxialmente en su interior al cilindro ranurado (2) con dos porciones aproximadamen- te iguales (5a, 5b), cada una de las cuales tiene una pieza de extremidad (6) tronco-cónica doble y un cuello

cilindrico hueco (7), unidas entre si por medio de torni- llos de montaje (T), donde en la pared interior de la zona de union de los cuellos cilindricos (7) está circun- ferencialmente previsto con igual separación angular un primer grupo de alojamientos (8) complementarios de la citada primera ranura (3), estando prevista en tan solo una de las piezas de extremidad tronco-cónicas (6) un dentado (6a) determinante de una corona dentada; y donde adicionalmente en la superficie de las bases exteriores de las citadas piezas de extremidad tronco-cónicas (6) está circunferencialmente previsto un segundo grupo de alojamientos (9) angularmente equidistantes; -una pareja de cilindros de guia (10,11) linealmente enfrentados en el interior de los cuales se desplazan los respectivos pistones (12,13) de los extremos (2b, 2c) del cilindro ranurado (2) y que constituyen la entrada/salida de movimiento lineal ; -un carter (14) para montaje del conjunto de cilindro ranurado/doble corona/cilindros de guia, con tapas de carter (14a, 14b), en cada una de las cuales está previsto un tercer grupo de alojamientos (15) angularmente equidistantes complementarios de las segundas ranuras rectas (4), asi como una tercera ranura circular (16) complementaria de los alojamientos (9) de la bases exteriores de las citadas piezas de extremidad tronco-cónicas (6); juegos de bolas de rodamiento (B1) montados entre las ranuras (3,4) del cilindro ranurado (2) y los citados primer y tercer grupo de alojamientos complemen- tarios (8,15), asi como otro juego de bolas de roda- miento (B2) montados entre el segundo grupo de alojami- entos (9) y la tercera ranura circular (16) complementa- rios; y -una pareja de piñones tronco-cónicos (P) que engranan en la porción dentada (6a) de la correspondiente

pieza de extremidad (6) de corona dentada que constituyen la salida/entrada giratoria del sistema y que están montados sobre el carter (14) en forma en si conocida.

Conforme a una característica adicional según la invención, de acuerdo con la reivindicación 2, la ranura en zig-zag (3), está prevista de manera que las respecti- vas proyecciones (A, B) de sus tramos redondeados de picos y valles (3a, 3b) y sus tramos rectos (3c) sobre la perpendicular al eje (2a) del cilindro ranurado (2), están en una relación (B/A) preferentemente mayor que 1; siendo el ángulo formado por sus tramos rectos (3c) y respecto al eje (2a) del cilindro ranurado (2) prefe- rentemente menor de 22°.

Según la invención resulta, conforme a la reivindi- cación 3, una realización especialmente preferida cuando la ranura en zig-zag cerrada (3) tiene cuatro"picos" (3a) y cuatro"valles" (3b) en cada extremo del cilindro ranurado (2) y están correspondientemente previstas un total de ocho ranuras rectas (4) para proporcionar un funcionamiento especialmente eficaz del sistema de transformación de movimiento.

Conforme a una característica adicional de la invención según la reivindicación 4, resulta una realiza- ción especialmente ventajosa, cuando las ranuras (3,4, 16) están configuradas con una sección transversal aproximadamente semi-circular, estando configurados los alojamientos (8,9,15) en forma casi semi-esférica.

Para disminuir el rozamiento de las bolas de roda- miento (B1), las ranuras (3,4,16) y alojamientos (8,9, 15) pueden configurarse con las características según las reivindicaciones 5 a 7.

Adicionalmente, puede resultar ventajoso que el conjunto formado por el segundo grupo de alojamientos (9), la tercera ranura circular (16) y los rodamientos (B2) este substituido por una corona de bolas conocida en

sí.

Otras características y ventajas de la invención resultarán más claramente de la siguiente descripción realizada con la ayuda de los dibujos anexos relativos a un ejemplo de ejecución no limitativo y en los que : La figura 1 representa de manera esquemática una vista en perspectiva del sistema según la invención.

La figura 2 muestra también de manera esquemática una vista en sección parcial de la figura 1.

La figura 3, ilustra una vista similar a la de la figura 2 pero girada 90°.

La figura 4 muestra una vista en planta superior de un detalle del interior de sistema según la figura 1, referida a una realización de la ranura en zig-zag con cuatro picos en cada extremo del cilindro ranurado.

La figura 5, ilustra un desarrollo plano de la ranura en zig-zag 3 para una realización con cuatro picos y cuatro valles en cada extremo del cilindro ranurado, para ilustrar la geometría de dicha ranura en zig-zag.

Las figuras 6A a 6C muestran realizaciones alterna- tivas para la configuración de las ranuras y alojamientos para los elementos de rodamiento.

Con referencia a las figuras puede apreciarse que el sistema para transformación de movimiento, en general designado con la referencia numérica 1, comprende un cilindro ranurado 2, hueco y convenientemente aligerado, en cuya superficie lateral está prevista una primera ranura 3 de desarrollo en zig-zag cerrada o sinfín con picos 3a y valles 3b redondeados y tramos rectos 3c; así como unas ranuras rectas 4 que se extienden paralelamente al eje 2a del cilindro ranurado 2 desde la proximidad de sus extremos 2b, 2c hasta los valles 3b de la ranura en zig-zag 3, es decir previstas en doble número que el de picos 3a o valles 3b previsto en un extremo del cilindro ranurado 3. Según la invención la ranura en zig-zag 3

tiene, al menos, tres"valles"3a y tres"picos"3b en cada extremo del cilindro ranurado entre los que discu- rren seis ranuras rectas 4; no obstante resulta preferida una realización con cuatro picos y valles 3a, 3b por cada extremos del cilindro ranurado y un total de ocho ranuras rectas 4.

Coaxialmente a este cilindro ranurado 7, abarcándo- lo, está giratoriamente prevista una pieza de revolución 5 con porciones 5a, 5b, cada una de las cuales está constituida por una pieza de extremidad tronco-cónica doble 6 y un cuello cilindrico hueco 7 que pueden montarse fijamente entre si para formar un todo insepara- ble por medio de tornillos de montaje T. Como se aprecia con mayor detalle por la figura 4, en la zona de unión de los cuellos 7 está circunferencialmente previsto un primer grupo de alojamientos 8, cuatro en este caso, de configuración complementaria de la primera ranura en zig- zag 3 y con igual separación angular, 90°, para un primer juego de bolas de rodamiento B1 como se explicará en detalle más adelante; además, en la base superior o externa de cada de las piezas de extremidad 6 está previsto un segundo grupo de alojamientos 9 angularmente equidistantes, para otro juego de bolas de rodamiento B2 como se explicará en detalle también más adelante.

Adicionalmente, en tan solo una de las piezas de extremidad 6 está previsto un dentado 6a determinante de una corona dentada para engranar con sendos piñones cónicos P cuyos árboles AP constituyen la salida girato- ria del sistema conforme se explicará más adelante.

El cilindro ranurado 2 está montado para desplazarse por medio de sus pistones 12,13 a través de sendos cilindros de guía 10,11 que configuran el movimiento lineal de entrada.

Para montaje de este conjunto está previsto un carter 14 con unas tapas de carter 14a, 14b para cierre

del conjunto y en cada una de las cuales está previsto un tercer grupo de alojamientos 15 angularmente equidis- tantes y complementarios de las ranuras rectas 4 para alojar, entre ambos, otro juego de bolas de rodamiento B1. Adicionalmente, en cada una de dichas tapas de carter 14a, 14b, está prevista una tercera ranura circular 16, complementaria del segundo grupo de alojamientos 9 de las bases exteriores de las piezas de extremidad 6, y que están destinados a alojar otro juego de elementos de rodamiento B2,.

Como puede apreciarse de manera especialmente clara por la figura 5, la ranura en zig-zag 3, en este caso con cuatro picos 3a y valles 3b por cada extremo del cilindro ranurado 3, está prevista de manera que las proyecciones A y B de sus tramos redondeados de picos 3a y valles 3b y de sus tramos rectos 3c sobre la perpendicular al eje 2a del cilindro ranurado 2, están en una relación B/A de preferencia mayor que 1; siendo el ángulo » 4 formado por sus tramos rectos 3c y respecto al eje 2a del cilindro ranurado 2 de preferencia menor de 22°. Para que el sistema de transformación según la invención resulte especialmente eficaz debe cumplirse la siguiente rela- ción : t-h/n. L<1 siendo, h = proyección sobre el eje 2a de la distancia entre centros entre picos 3a consecutivos en el curso del movimiento ; n = número total de picos 3a de la ranura 3; y L = distancia o separación entre ranuras rectas 4.

Conforme a la invención resulta una realización

especialmente ventajosa, cuando las ranuras 3,4 y 16 están configuradas con una sección transversal aproxima- damente semi-circular, y los alojamientos 8,9 y 15 están configurados en forma casi semi-esférica. No obstante, para aquellos casos en que existan altos requerimientos de rozamiento reducido, las ranuras 3,4,16 y alojamien- tos 8,9,15 pueden configurarse, de manera alternativa conforme se representa en las figuras 6A a 6C.

Como se muestra por la figura 6A, los alojamientos están configurados como casquetes esféricos algo menores de 180° y las ranuras de sección transversal casi semi- circular que son ligeramente excéntricos, es decir ligeramente desplazados en relación al giro del roda- miento; pero también, como se muestra por la figura 6B, los alojamientos pueden configurarse como casquetes poliédricos también menores de 180° y las ranuras con una seccióntransversal también semi-poligonal complementaria y ligeramente excéntricos o desplazados en relación al giro del correspondiente rodamiento; o incluso como alojamientos y ranuras de sección transversal trapezoidal como se ilustra por la figura 6C, siendo en este caso el elemento de rodamiento correspondientemente tronco- cónico.

Adicionalmente, puede resultar ventajoso que el conjunto formado por el segundo grupo de alojamientos 9, la tercera ranura 16 y los rodamientos B2 este substitui- do por una corona de bolas (no representada).

Tal y como será apreciado por los técnicos, un sistema conforme a lo anteriormente descrito tiene un funcionamiento de acuerdo con lo siguiente.

-los pistones 12,13, montados en los extremos del cilindro del cilindro ranurado 2, y que constituyen la entrada del movimiento lineal alternativo a transfor- mar, se desplazan por el interior de los cilindros de guia 10,11, arrastrando en su movimiento lineal alterna-

tivo a dicho cilindro ranurado 2; -el movimiento lineal alternativo del cilindro ranurado 2 es transmitido a la pieza de doble corona 5 a través del acoplamiento formado por el conjunto de ranura en zig-zag 3, alojamientos 8 del cuello 7 y bolas de rodamiento B1, de manera que dicha pieza de doble corona es impulsada para girar alrededor del eje 2a del cilindro ranurado 2 apoyada sobre los rodamientos B2 dispuestos entre el segundo grupo de alojamientos 9 de la base exterior de la pieza de extremidad 6 y la tercera ranura circular 16 de cada tapa de carter 14a, 14b; además, el cilindro ranurado 2 tiene impedido un movimiento de giro alrededor de su eje 2a gracias al acoplamiento existente entre sus ranuras rectas 4, el otro juego de bolas de rodamiento B1 y el tercer grupo de alojamientos 15 de las tapas de carter 14a, 14b; -la porción dentada 6a de una de las piezas de extremidad 6 de la pieza de doble corona, arrastra en su movimiento de giro alrededor del eje 2a del cilindro ranurado 2 a los piñones P cuyos árboles AP constituyen la salida giratoria del sistema de transformación.

Conforme a la invención, como sea requerido por los parámetros del sistema, en los árboles AP de los piñones P están previstos volantes o discos de inercia M, pero con una masa reducida en comparación a los precisos en un sistema convencional, debido a la especial geometría de la ranura en zig-zag 3 del cilindro ranurado 2.

Como será apreciado por los técnicos, la fuerza ejercida por las ranuras en zig-zag 3 a través de las bolas de rodamiento B1, es aplicada a la pieza giratoria de doble corona 5 bajo un ángulo constante, salvo en los puntos de transición de los picos 3a, de manera que es aplicada uniforme y eficazmente en la casi totalidad de la carrera de los pistones proporcionando un curso regular y uniforme.

Un sistema conforme a lo anteriormente revelado tiene aplicación en todo tipo de maquinaria y motores con independencia del tipo de accionamiento ya sea por vapor, neumático, de explosión, etc.

Como será apreciado por los técnicos, el sistema de transformación conforme a lo anteriormente descrito, podría ser utilizado con apenas variaciones en un llamado modo"inverso", es decir para transformar un movimiento de giro, aplicado ahora a través de los piñones P, en un movimiento rectilíneo alternativo del cilindro ranurado 2 y de sus pistones 12,13 asociados que podría resultar de utilidad para accionamiento de máquinas herramientas de movimiento alternativo, tal como cepilladoras, martillos, compresores y depresores, etc., y en general en todo tipo de mecanismos que utilicen un sistema de biela-manivela.

Suficientemente que ha sido descrito el objeto de la invención, solamente resta señalar que las realizaciones derivadas de cambios de forma, dimensiones y similares, así como las resultantes de una aplicación de rutina de lo anteriormente revelado deberán considerarse incluidas en su ámbito, de manera que la invención tan solo estará limitada por el alcance de las siguientes reivindicacio- nes.