BR112019027310A2

BR112019027310A2 - sistema e método para a conversão de movimento de rotação em movimento linear

Info

Publication number: BR112019027310A2
Application number: BR112019027310-7A
Authority: BR
Inventors: Donald Haulsee
Original assignee: Crown Packaging Technology, Inc.
Priority date: 2017-06-23
Filing date: 2018-06-22
Publication date: 2020-07-21
Also published as: US20180372193A1; EP3642512A1; US10801591B2; KR20200051575A; MX2019015469A; JP2020525726A; AU2018288879A1; CN110998142A; WO2018237321A1; JP7206224B2

Abstract

A presente invenção refere-se a um sistema que inclui um atuador rotativo e um atuador linear. Uma engrenagem acionada de entrada pode ser acoplada ao atuador rotativo enquanto uma engrenagem central é acoplada ao eixo da engrenagem acionada de entrada. Um primeiro contrapeso pode suportar uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída. O primeiro contrapeso é acoplado à engrenagem acionada e que rotaciona com a engrenagem acionada. A engrenagem intermediária é acoplada à engrenagem central e a uma engrenagem de saída. A engrenagem intermediária pode rotacionar a engrenagem de saída quando a engrenagem intermediária é transladada em torno da engrenagem central. Um segundo contrapeso é acoplado à engrenagem de saída e que rotaciona com a engrenagem de saída quando a engrenagem de saída é rotacionada pela engrenagem intermediária. Uma parte de extremidade do segundo contrapeso acoplada ao atuador linear se move em linha substancialmente reta à medida que o segundo contrapeso rotaciona enquanto também é transladada em torno da engrenagem central.

Description

“SISTEMA E MÉTODO PARA A CONVERSÃO DE MOVIMENTO DE ROTAÇÃO EM MOVIMENTO LINEAR” Fundamentos da Invenção

[0001] As técnicas de fabricação de alta velocidade geralmente precisam de máquinas que possam transformar uma forma de movimento em outra. Por exemplo, as técnicas de fabricação de alta velocidade geralmente precisam transferir / traduzir / transformar o movimento de rotação em movimento linear e vice-versa.

[0002] No passado, tal transformação do movimento de rotação em movimento linear era possível com uma engrenagem de cardan. A engrenagem cardan foi inventada por Girolamo Cardano no século XVI. Ela é usada para converter o movimento de rotação em movimento linear alternante sem o uso de ligações ou corrediças.

[0003] Embora a engrenagem cardan tenha fornecido algumas vantagens, seu sistema de engrenagem não é adequado para ambientes de fabricação de alta velocidade e alto volume. Seu sistema de engrenagem não é adequado para ambientes de fabricação de alta velocidade, porque suas duas engrenagens rotativas geralmente não são estáveis em altas rotações por minuto (RPMs), como na ordem de 500 RPMs ou mais. As duas engrenagens rotativas geralmente se desgastam rapidamente quando as engrenagens estão sendo usadas 24 horas por dia / 7 dias por semana em ambientes de fabricação de alto volume.

[0004] Ambientes de fabricação exemplificativos nos quais a fabricação de um produto requer dimensionamento preciso para materiais e que geralmente requer 24 horas por dia de produção incluem a fabricação de latas de alumínio. As latas de alumínio geralmente devem ser produzidas com muito poucas variações na espessura de sua parede.

[0005] Tipicamente, uma lata de alumínio deve ter variação de parede menor do que 0,0002” nos dois terços inferiores da lata para fornecer resistência de coluna. A variação de parede no terço superior de uma lata geralmente deve ser menor do que 0,0004” para garantir que a operação de gargalamento (reduzir o tamanho do diâmetro aberto para economizar metal) não falhe ou produza defeitos visuais.

Portanto, o perfurador de formação para produzir uma lata deve ser acionado com muita precisão através dos moldes de formação - isto é, em uma linha reta ou horizontal.

[0006] Depois que uma lata de alumínio é formada e removida de um perfurador, o perfurador e o pistão devem retrair com precisão através dos moldes de formação. Se o perfurador entrar em contato com os moldes durante o tempo de retração, poderão ocorrer danos nos moldes e no perfurador. Esse dano no ferramental causará ou variações na parede, rupturas no acabamento da superfície da parede, ou na resistência do recipiente durante a formação, de modo que a operação de formação falhe e o metal da lata rasque.

[0007] Esta falha na produção de latas é tipicamente chamada de “rasgo”. Uma taxa de rasgo de 1 rasgo por 10.000 é considerada tão severa que geralmente exigirá que um fabricante de latas desligue a linha de produção. Um objetivo para um fabricante de latas é tipicamente 1 rasgo por 100.000 latas. O movimento exato / preciso em linha reta é a chave para minimizar os danos nas ferramentas e, assim, manter uma taxa de rasgo aceitável para a produção de latas.

[0008] O mercado de fabricação de latas nos Estados Unidos é de aproximadamente 90 bilhões de latas por ano até o momento. Assim, são necessárias altas velocidades de máquina para atender às demandas do mercado. Um fabricante de latas geralmente executa de 300 a 400 tempos por minuto, dependendo do tamanho da lata. Essas velocidades exigem sistemas de acionamento leves e robustos. A alta massa alternante reduz a velocidade da máquina e também a confiabilidade.

[0009] O que é necessário na técnica é um método e um sistema para a produção de latas de alumínio com menos massa que as máquinas convencionais. O que é ainda necessário na técnica é um método e um sistema para produzir movimento linear a partir de movimento alternante que use menos, como na ordem de metade dos, elos e mancais usados em sistemas convencionais. Assim, são necessários um método e um sistema que forneçam a base tecnológica para aumentar a velocidade de fabricação de latas na faixa de 400 a 500 tempos por minuto, mantendo ou mesmo aumentando a confiabilidade.

[0010] Dito de forma mais ampla, o que é necessário na técnica é um método e / ou um sistema para converter movimento de rotação em movimento linear (e / ou vice- versa) que seja estável em altas RPMs e menos propenso a desgaste mecânico do que a engrenagem cardan convencional. Sumário da Invenção

[0011] Um método e um sistema para transformar movimento de rotação em movimento linear pode incluir meios para produzir movimento de rotação e meios para receber movimento linear. Uma primeira engrenagem pode ser acoplada aos meios para produzir movimento de rotação enquanto uma segunda engrenagem é acoplada à primeira engrenagem e que permanece estacionária enquanto a primeira engrenagem é rotacionada pelos meios para produzir movimento de rotação.

[0012] O método e o sistema podem ainda incluir um primeiro dispositivo de retenção que suporta uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída. O dispositivo de retenção pode ser acoplado à primeira engrenagem e que rotaciona com a primeira engrenagem. A engrenagem intermediária pode ser acoplada à segunda engrenagem e à engrenagem de saída. O dispositivo de retenção pode transladar a engrenagem intermediária em torno da segunda engrenagem quando a primeira engrenagem é rotacionada. A engrenagem intermediária pode rotacionar a engrenagem de saída quando a engrenagem intermediária é transladada em torno da segunda engrenagem.

[0013] O sistema também pode incluir um segundo dispositivo de retenção acoplado à engrenagem de saída que rotaciona com a engrenagem de saída quando a engrenagem de saída é rotacionada. O segundo dispositivo de retenção pode ter uma parte de extremidade acoplada a um elo. Um braço pode ser acoplado aos meios para receber movimento linear e ao elo. A parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção pode se mover em uma direção substancialmente linear quando o segundo dispositivo de retenção é rotacionado pela engrenagem de saída e translada em torno da segunda engrenagem. A parte de extremidade pode mover o elo na direção substancialmente linear.

[0014] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o primeiro dispositivo de retenção e o segundo dispositivo de retenção podem compreender contrapesos. À parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção também pode compreender um pino em que o pino está acoplado ao elo.

[0015] A primeira engrenagem e a segunda engrenagem podem ser acopladas a um eixo. A primeira engrenagem e a segunda engrenagem também podem compartilhar o mesmo centro geométrico em torno do qual a primeira engrenagem rotaciona enquanto a segunda engrenagem permanece estacionária.

[0016] O braço pode compreender um eixo e o braço pode ser acoplado a um mancal. O elo também pode compreender um pino acoplado ao braço.

[0017] De acordo com outra modalidade exemplificativa, um sistema e um método para transformar movimento de rotação em movimento linear pode incluir uma primeira engrenagem acoplada a um atuador rotativo. Uma segunda engrenagem pode ser acoplada à primeira engrenagem [e que permanece estacionária enquanto a primeira engrenagem é rotacionada pelo atuador rotativo].

[0018] Um primeiro dispositivo de retenção pode suportar uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída. O dispositivo de retenção pode ser acoplado à primeira engrenagem e rotaciona com a primeira engrenagem. A engrenagem intermediária pode ser acoplada à segunda engrenagem e à engrenagem de saída. O dispositivo de retenção pode transladar a engrenagem intermediária em torno da segunda engrenagem quando a primeira engrenagem é rotacionada. A engrenagem intermediária pode rotacionar a engrenagem de saída quando a engrenagem intermediária é transladada em torno da segunda engrenagem.

[0019] Um segundo dispositivo de retenção pode ser acoplado à engrenagem de saída que rotaciona com a engrenagem de saída quando a engrenagem de saída é rotacionada. O segundo dispositivo de retenção pode ter uma parte de extremidade acoplada a um elo e a um braço.

[0020] A parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção pode mover-se em uma direção substancialmente linear quando o segundo dispositivo de retenção é rotacionado pela engrenagem de saída e translada em torno da segunda engrenagem.

A parte de extremidade pode mover o elo e o braço na direção substancialmente linear.

[0021] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o braço é parte de um atuador linear. Além disso, o primeiro dispositivo de retenção e o segundo dispositivo de retenção podem compreender um contrapeso.

[0022] De acordo com outra modalidade exemplificativa, um sistema e um método para converter movimento de rotação em movimento linear pode compreender a formação de dois sistemas de retenção: um para um atuador linear e outro para um atuador rotativo. Para o primeiro sistema de retenção que pode ser acoplado ao atuador rotativo, uma engrenagem central pode ser acoplada ao mesmo eixo que uma engrenagem acionada de entrada. A engrenagem acionada de entrada pode ser rotacionada pelo atuador rotativo enquanto a engrenagem central permanece estacionária.

[0023] Uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída podem ser acopladas a um primeiro contrapeso. O primeiro contrapeso pode ser acoplado à engrenagem acionada de entrada.

[0024] Em seguida, para o segundo sistema de retenção para o atuador linear, um contrapeso secundário pode ser dimensionado de modo que uma parte de extremidade se mova em uma linha reta à medida que o contrapeso secundário é rotacionado e transladado em torno da engrenagem central.

[0025] O contrapeso secundário pode ser acoplado à engrenagem de saída. Um pino pode ser acoplado a uma parte de extremidade do contrapeso secundário e a um elo.

[0026] O elo pode ser acoplado a um braço enquanto o braço está acoplado ao atuador linear. O atuador rotativo pode ser acoplado à engrenagem acionada de entrada do primeiro sistema de retenção. O atuador rotativo pode ser inicializado (isto é, fornecido com energia). O pino e o elo acoplados à parte de extremidade do contrapeso secundário são movidos em uma direção substancialmente linear. Breve Descrição dos Desenhos

[0027] Nos desenhos, os números de referência iguais se referem a partes iguais nas várias vistas, a menos que indicado de outra forma. Para números de referência com designações de caracteres de letras como “102A” ou “102B”, as designações de caracteres de letras podem diferenciar duas partes ou elementos iguais presentes na mesma figura. As designações de caracteres de letras para números de referência podem ser omitidas quando se pretende que um número de referência abranja todas as partes com o mesmo número de referência em todas as figuras.

[0028] A Figura 1 é uma vista em perspectiva lateral de uma modalidade exemplificativa de um sistema para converter movimento de rotação em movimento linear.

[0029] A Figura 2 é uma vista lateral da modalidade exemplificativa do sistema ilustrado na Figura 1 para converter movimento de rotação em movimento linear.

[0030] A Figura 3 é outra vista em perspectiva da modalidade exemplificativa do sistema da Figura 1 para converter movimento de rotação em movimento linear.

[0031] A Figura 4 é uma vista de cima de outra modalidade exemplificativa do sistema para converter movimento de rotação em movimento linear no qual um alojamento é fornecido.

[0032] A Figura 5A é uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema ilustrado na Figura 4 tomada ao longo da linha de corte C-C da Figura 4.

[0033] A Figura 5B é um diagrama que ilustra uma distância relativa de um quarto, meio e um tempo completo da máquina do sistema de acordo com uma modalidade exemplificativa.

[0034] A Figura 6A ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma primeira posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6B a 6H.

[0035] A Figura 6B ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma segunda posição em relação às posições ilustradas na Figura 6A e Figuras 6C a 6H.

[0036] A Figura 6C ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma terceira posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6B, e Figuras 6D a 6H.

[0037] A Figura 6D ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma quarta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6C, e Figuras 6E a 6H.

[0038] A Figura 6E ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma quinta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6D, e Figuras 6F a 6H.

[0039] A Figura 6F ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma sexta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6E, e Figuras 6G a 6H.

[0040] A Figura 6G ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma sétima posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6F e Figura 6H.

[0041] A Figura 6H ilustra o sistema para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos em uma oitava posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6G.

[0042] A Figura 7 é outra vista lateral do sistema para converter movimento de rotação em movimento linear em relação à Figura 6J, mas o contrapeso secundário está em uma posição em que o pistão está em seu segundo tempo final, como o ilustrado na Figura 6F.

[0043] A Figura 8 é uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema ilustrado na Figura 7 tomada ao longo da linha de corte A-A da Figura 7.

[0044] A Figura 9 é uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema ilustrado na Figura 7 tomada ao longo da linha de corte B-B da Figura 7.

[0045] A Figura 10 é uma vista em perspectiva lateral de uma modalidade exemplificativa alternativa de um sistema 100' (principal) para converter movimento de rotação em movimento linear.

[0046] A Figura 11 ilustra um fluxograma de um método para formar um sistema para converter movimento de rotação em movimento linear de acordo com uma modalidade exemplificativa. Descrição Detalhada da Invenção

[0047] A palavra “exemplificativo” é usada aqui para significar “servindo como exemplo, ocorrência ou ilustração”. Qualquer aspecto aqui descrito como “exemplificativo” não deve necessariamente ser interpretado como exclusivo, preferencial ou vantajoso em relação a outros aspectos.

[0048] Com referência agora à Figura 1, esta figura é uma vista em perspectiva lateral de uma modalidade exemplificativa de um sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear. O sistema 100 pode compreender uma engrenagem de acionamento de entrada 112; uma engrenagem acionada de entrada 116; um contrapeso primário 118 que retém uma engrenagem intermediária 136 [não visível na Figura 1, mas visível na Figura 3] e uma engrenagem de saída 124. O contrapeso primário 118 e a engrenagem de entrada 116 são acoplados rotativamente a um eixo estacionário / fixo 114. O eixo estacionário / fixo 114 também suporta uma engrenagem central estacionária / fixa 126. A engrenagem central 126 encaixa com a engrenagem intermediária 136 [não mostrada na Figura 1, mas visível na Figura 3].

[0049] A engrenagem de saída 124 é acoplada a um elo de saída / contrapeso secundário 128, de modo que o contrapeso secundário 128 rotacione quando a engrenagem de saída 124 rotaciona. O contrapeso secundário 128 também é acoplado a um elo de conexão de pistão 130.

[0050] O elo de conexão de pistão 130 é acoplado a um pistão 104 que pode compreender um eixo longitudinal. O pistão 104 pode ser parte ou pode ser acoplado a um meio / sistema 106 para gerar / receber movimento linear. O meio / sistema 106 para gerar / receber movimento linear pode compreender hastes, eixos, ligações adicionais, etc. O pistão 104 pode ser mantido no lugar por um mancal 102.

[0051] De acordo com uma modalidade exemplificativa, o mancal 102 pode compreender um mancal do tipo fluido, mas outros tipos de mancais são possíveis. Outros mancais podem incluir, entre outros, mancais deslizantes (que incluem buchas, mancais, mancais de manga, mancais estriado, e mancais compostos); mancais de joalheria; mancais de fluido; mancais magnéticos; mancais de flexão, e similares.

[0052] O pistão 104 pode se mover para frente e para trás em uma direção linear, como mostrado pela seta direcional La. Como se tornará mais evidente a partir das figuras restantes e da correspondente descrição detalhada fornecida abaixo, um aspecto importante do sistema da invenção 100 é que o elo de conexão de pistão 130 e seu pino 134 [ver Figura 2] que acopla o elo 130 ao contrapeso secundário 128 também é movido em uma direção linear, como mostrado pela seta direcional Lb.

[0053] O contrapeso secundário 128 é dimensionado de forma adequada que, apesar de sua rotação com a engrenagem de saída 124 e sua translação em torno da engrenagem central 126, o pino 134 é transladado apenas em uma direção linear, como indicado pela seta direcional Lb. Enquanto isso, a engrenagem de entrada 112 que está acoplada a um eixo 108 pode rotacionar na direção horária ou anti-horária, como mostrado pela seta direcional R.

[0054] O eixo 108 e / ou a engrenagem de entrada 112 podem ser acoplados a um meio 110 para gerar / receber movimento de rotação. O meio 110 para gerar / receber movimento de rotação pode compreender uma engrenagem ou eixo circular que está acoplado a um motor ou qualquer outro tipo de dispositivo que pode criar movimento de rotação. O meio 110 para gerar / receber movimento de rotação pode incluir o eixo rotativo 108 e a engrenagem de acionamento de entrada 112.

[0055] Quando o eixo 108 e a engrenagem de acionamento de entrada 112 são rotacionados na direção horária [ao visualizando a engrenagem de acionamento de entrada 112 da Figura 1 de modo que o pistão 104 esteja no lado direito da engrenagem de acionamento de entrada 112 e de modo que a engrenagem acionada 116 esteja no lado esquerdo da engrenagem de acionamento de entrada 112], isso faz com que a engrenagem acionada de entrada 116 rotacione em uma direção anti- horária, como mostrado pela seta direcional D2B. O contrapeso primário 118 também rotaciona na mesma direção [aqui, na direção anti-horária neste exemplo] como a engrenagem acionada de entrada 116, uma vez que ambos estão acoplados ao mesmo eixo 114.

[0056] No entanto, enquanto a engrenagem central 126 também está acoplada ao eixo estacionário / fixo 114, a engrenagem central 126 não rotaciona em nenhuma direção - ela permanece fixa como evidente para um versado na técnica, dada a sua designação de “engrenagem central”. A rotação na direção anti-horária D2B do contrapeso primário 118 faz com que a engrenagem intermediária 136 [não visível na Figura 1, mas visível na Figura 3] suportada por um eixo 120 e a engrenagem de saída 124 suportada por um eixo 122 transladem / movam fisicamente a engrenagem central 126, como dois “planetas” em relação à engrenagem central 126.

[0057] A engrenagem intermediária 136 e a engrenagem de saída 124 transladam em torno da engrenagem central 126, juntamente com o contrapeso primário 118. À engrenagem intermediária 136 engrena com a engrenagem de saída 124 e com a engrenagem central 126. Como a engrenagem intermediária 136 é a única engrenagem que engata / engrena com a engrenagem central 126 durante sua translação em torno da engrenagem central 12, o movimento na direção anti-horária / translação da engrenagem intermediária 136 também designado pela seta direcional D2B em torno da engrenagem central 126 faz com que ela rotacione a engrenagem de saída 124 em uma direção horária [novamente, ao visualizar a página da Figura 1, onde o pistão 104 está no lado direito da engrenagem de acionamento de entrada 112 e a engrenagem acionada de entrada 116 está no lado esquerdo da engrenagem de acionamento de entrada 112].

[0058] Uma vez que a engrenagem de saída 124 está acoplada ao contrapeso secundário 128, a rotação na direção horária da engrenagem de saída 124 [pela engrenagem intermediária 136] faz com que o contrapeso secundário 128 rotacione em uma direção horária, como mostrado pela seta direcional D2A. Portanto, como o contrapeso primário 118 rotaciona na direção anti-horária, como mostrado pela seta direcional D2B, o contrapeso secundário 128 rotaciona na direção horária, como mostrado pela seta direcional D2A.

[0059] Assim, se a engrenagem de acionamento de entrada 112 é rotacionada na direção anti-horária [ao visualizar a página da Figura 1, onde o pistão 104 está do lado direito em relação à engrenagem de acionamento de entrada 112], a engrenagem acionada de entrada 116 é acionada para rotacionar na direção horária, como mostrado pela seta direcional DIB. Esse movimento da engrenagem acionada de entrada na direção horária faz com que o contrapeso primário 118 rotacione também na direção horária, como mostra a seta direcional D1B.

[0060] — Quando o contrapeso 118 [juntamente com a engrenagem intermediária 136 e a engrenagem de saída 124] é transladado / movido na direção horária em torno da engrenagem central 126, como mostrado pela seta direcional D1B, isso faz com que a engrenagem intermediária 136 rotacione a engrenagem de saída 124 na direção anti-horária, o que também faz com que o contrapeso secundário 128 rotacione na direção anti-horária, conforme mostrado pela seta direcional DIA. Assim, como o contrapeso primário 118 rotaciona na direção horária, como mostrado pela seta direcional D1B, o contrapeso secundário 128 rotaciona na direção anti-horária, como mostrado pela seta direcional D1A, porque a engrenagem de saída 124 também está rotacionando na direção anti-horária, como mostrado pela seta direcional D1A.

[0061] Com referência agora à Figura 2, esta figura é uma vista lateral da modalidade exemplificativa do sistema 100 da Figura 1 para converter movimento de rotação em movimento linear. Nesta Figura 2, detalhes para o elo de conexão de pistão 130 são mais visíveis em relação à vista da Figura 1. Nesta vista, um pino ou eixo 134 que acopla o elo de conexão de pistão 130 ao contrapeso secundário 128 é mais visível. O pino 134 permite que o contrapeso secundário 128 “empurre” ou “puxe” o pistão 104 conforme o contrapeso secundário 128 translada em torno da engrenagem central 126.

[0062] De acordo com a modalidade exemplificativa ilustrada na Figura 2, supõe- se que a engrenagem de acionamento de entrada 112 tenha a potência / energia que está sendo aplicada ao sistema 100. Com essa potência sendo aplicada à engrenagem de acionamento de entrada 112, supõe-se que o contrapeso primário 118 está sendo rotacionado na direção horária [relativo à vista / página como ilustrada], como mostrado pela seta direcional D2B. Com este movimento na direção horária do contrapeso primário 118, a engrenagem intermediária 136 [não visível na Figura 2, mas visível na Figura 3] e a engrenagem de saída 124 estão sendo transladadas em torno da engrenagem central estacionária 126 também na direção horária, consistente com a seta direcional D2B.

[0063] Esta translação da engrenagem intermediária 136 em tomo da engrenagem central 126 na direção horária faz com que a engrenagem intermediária 136 rotacione na direção horária. Esta rotação na direção horária da engrenagem intermediária 136 causa rotação na direção anti-horária da engrenagem de saída 124 [não visível] e mantida pelo eixo 122. A rotação na direção anti-horária da engrenagem de saída 124 também causa rotação na direção anti-horária do contrapeso secundário 128, como mostrado pela seta direcional D2A.

[0064] Esta rotação na direção anti-horária do contrapeso secundário 128 faz com que uma extremidade do contrapeso secundário 128 acoplado ao pino / eixo 134 se mova em uma direção linear, como mostrado pela seta direcional L3. A dimensão de comprimento S1 do contrapeso secundário 128 entre o centro geométrico do eixo 122 e o centro geométrico do pino 134 é dimensionada adequadamente de modo que, à medida que a engrenagem de saída 124 se move em torno da engrenagem central 126 e rotaciona o contrapeso secundário 128, o pino 134 é apenas movido / transladado em uma direção linear L3.

[0065] A resistência da engrenagem de saída 124 determina o tamanho mínimo para a dimensão de comprimento S1. Para uso como uma prensa de formação de potência, um limite inferior exemplificativo de S1 é provavelmente de cerca de 12,7 cm (5,0 polegadas). Um limite superior para a dimensão de comprimento S1 pode ser de cerca de 6096 cm (24,0 polegadas) ou mais. Um versado na técnica reconhece que as dimensões abaixo e acima desse intervalo exemplificativo são possíveis e estão incluídas no escopo desta descrição.

[0066] O pino 134 sendo movido apenas em uma direção substancialmente linear também faz com que o elo de conexão de pistão 130 se mova para a direita da página e na direção linear, como mostrado pela seta direcional L2, puxando o pistão 104 através de seu eixo / pino 132 como mostrado pela seta direcional L1.

[0067] Como observado anteriormente, o sistema 100 pode facilmente rotacionar na direção oposta em relação às direções descritas acima em conjunto com a Figura 2 [bem como as instruções descritas acima em conjunto com a Figura 1]. A direção oposta em relação à direção mostrada na Figura 2 pode significar que a engrenagem de acionamento 112 pode ser acionada / rotacionada em uma direção oposta à que foi descrita [isto é, a direção horária em relação à visualização da Figura 2 de frente].

[0068] Da mesma forma, como observado acima, o sistema 100 poderia converter movimento linear em movimento de rotação. Isso significa que a energia poderia ser aplicada ao pistão 104 e o sistema 100 poderia então rotacionar a engrenagem 112, de modo que a rotação da engrenagem 112 seja a saída resultante em relação à energia que está sendo aplicada ao sistema 100 pelo pistão 104 e / ou por um meio 106 para gerar movimento linear.

[0069] O contrapeso primário 118 pode compreender uma abertura 145. Essa abertura 145 pode ser dimensionada adequadamente para ajustar a massa do contrapeso primário 118 e que afeta o momento de inércia do contrapeso, bem como seu eixo de rotação, como entendido por um versado na técnica. Em certas modalidades exemplificativas, a abertura 145 poderia ser eliminada de modo que a massa do contrapeso primário 118 seja contínua.

[0070] Além disso, o uso de uma abertura 145 / ausência de massa não é a única maneira de controlar a massa e o centroide para os contrapesos 118, 128. Como entendido por um versado na técnica, a forma dos contrapesos 118, 128 pode ser variada de outras maneiras, tal como usando terminação de ângulo desigual ou espessura diferencial ao longo de uma seção transversal de cada contrapeso 118,

128.

[0071] Com referência agora à Figura 3, esta figura é outra vista em perspectiva da modalidade exemplificativa do sistema 100 da Figura 1 para converter movimento de rotação em movimento linear. As setas direcionais D2B para o contrapeso primário 118, D2A para o contrapeso secundário 128, L1 para o eixo 134, L2 e L3 para o pistão 104 são consistentes com as instruções descritas acima em conjunto com a Figura 2.

[0072] Nesta vista do sistema 100, uma seta direcional D2A1 é mostrada para o eixo 108 e a engrenagem de acionamento de entrada 112. A seta direcional D2A1 ilustra a rotação na direção anti-horária ao visualizar a Figura 3 de modo que o pistão 104 esteja no lado esquerdo da engrenagem de acionamento de entrada 112 ea engrenagem acionada de entrada 116 esteja no lado direito da engrenagem de acionamento de entrada 112. Da mesma forma, a seta direcional D2A2 do contrapeso secundário ilustra a rotação na direção anti-horária enquanto a seta direcional D2B do contrapeso primário ilustra a rotação na direção horária.

[0073] De acordo com esta vista na Figura 3, mais detalhes da engrenagem intermediária 136 são mais visíveis em relação à Figura 1 e à Figura 2. A engrenagem intermediária 136 não era visível em nenhuma dentre a Figura 1 ou a Figura 2. Como observado anteriormente, a engrenagem intermediária 136 interengata com a engrenagem de saída 124 e a engrenagem central estacionária 126 [não visível completamente na Figura 3, mas visível nas Figuras 1 a 2]. A engrenagem intermediária 136 é acoplada ao eixo 120. O eixo 120 é acoplado a / suportado pelo contrapeso primário 118.

[0074] Nesta vista da Figura 3, os tamanhos relativos da dimensão de largura para várias das engrenagens 112, 124 e 136 são visíveis. Além disso, as larguras / espessuras relativas de cada um dos contrapesos 118, 126 também são visíveis. Da mesma forma, a espessura / largura do elo de conexão de pistão 130 em relação ao diâmetro do pistão 104 também é visível.

[0075] Como observado anteriormente, quando a engrenagem intermediária 136, a engrenagem de saída 124 e o contrapeso primário 118 são transladados em torno da engrenagem central estacionária 126 na direção horária, como mostrado pela seta direcional D2B, isso faz com que o contrapeso secundário 128 rotacione em uma direção anti-horária, como mostrado pela seta direcional D2A2. Este movimento do contrapeso secundário 128 faz com que sua extremidade tendo o pino de conexão de pistão 134 se mova em uma direção linear mostrada pela seta direcional L3.

[0076] Quando o pino de conexão de pistão 134 se move na direção linear L3, ele puxa o pistão 104 na direção linear para a direita L2. O elo de conexão de pistão 130 também se moverá em uma direção linear para a direita, como mostrado pela seta direcional L3. Como observado anteriormente em conjunto com a Figura 2, o comprimento do contrapeso secundário 128 entre um centro geométrico do eixo 134 e o pino 134 é dimensionado de modo que, à medida que o contrapeso secundário 128 translada em torno da engrenagem central estacionária 126 [e enquanto rotaciona em torno do eixo 122], o pino 134 é transladado / movido em uma direção substancialmente linear, como mostrado pela seta direcional L3.

[0077] Com referência agora à Figura 4, esta figura ilustra uma vista de cima de outra modalidade exemplificativa do sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear no qual um alojamento 404 é fornecido em torno de várias das partes móveis. Especificamente, a engrenagem acionada de entrada 116, o contrapeso primário 118, a engrenagem intermediária 136, e a engrenagem de saída 124 estão contidos dentro de um alojamento estacionário de formato cilíndrico 404.

[0078] Enquanto isso, o eixo 122 para a engrenagem de saída 124 [não visível nesta figura] é acoplado a uma placa de retenção circular e rotativa 402. Como a engrenagem de saída 124 translada em torno da engrenagem central 126, a placa de retenção circular 402 rotaciona com este movimento de translação da engrenagem de saída 124 e seu eixo 122.

[0079] Acoplado ao primeiro alojamento estacionário 404 está outro segundo alojamento estacionário menor 408 que contém / envolve componentes do eixo rotativo 108 e a correspondente engrenagem acionada de entrada 112 [não visível por causa do segundo alojamento 408 e do primeiro alojamento 404]. Também acoplada ao alojamento estacionário 404 está uma placa de vedação 406.

[0080] Com referência agora à Figura 5A, esta figura ilustra uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema 100 ilustrado na Figura 4 tomada ao longo da linha de corte C-C da Figura 4. Nesta vista transversal, a engrenagem de saída 124, o contrapeso primário 118, a engrenagem intermediária 136 e a engrenagem central 126 são todos visíveis. Essas partes são contidas / envolvidas pelo alojamento estacionário 404.

[0081] Uma primeira extremidade 501 do contrapeso primário 118 é acoplada a um disco de mancal interno 502. O disco de mancal interno 502 é acoplado a um primeiro anel de mancal 504. O contrapeso primário 118, o disco de mancal interno 502 e o primeiro anel de mancal 504 são todos firmemente acoplados / fixados juntos, de modo que esses elementos sejam mantidos estacionários um em relação ao outro. O contrapeso primário 118, o disco de mancal interno 502 e o primeiro anel de mancal 504 rotacionam todos juntos em torno da engrenagem central 126.

[0082] Os mancais de esferas 508 fornecem suporte rotativo para o primeiro anel de mancal 504. Os mancais de esferas 508 são canalizados / envolvidos pelo primeiro anel de mancal 504 e por um segundo anel de mancal 506. O segundo anel de mancal 506 é fixado / acoplado com segurança ao alojamento estacionário externo 404. Isso significa que os mancais de esferas 508 e o primeiro anel de mancal 504 estão livres para rotacionar em torno da engrenagem central 126 enquanto o alojamento 404 e o segundo anel de mancal 506 permanecem fixos / estacionários durante a rotação.

[0083] Embora o mancal de esferas 508 esteja ilustrado na Figura 4, outros tipos de mancais são possíveis e estão incluídos dentro do escopo desta descrição, como entendido por um versado na técnica. Outros mancais podem incluir, entre outros, mancais deslizantes (que incluem buchas, mancais, mancais de manga, mancais estriado, e mancais compostos); mancais de joalheria; mancais de fluido; mancais magnéticos; mancais de flexão, e similares.

[0084] Uma segunda extremidade 512 do contrapeso primário 118 pode suportar a engrenagem de saída 124 e a engrenagem intermediária 136. A segunda extremidade 512 do contrapeso primário 118 pode compreender uma seção 510 que ajuda a segurar o eixo 120 [não visível nesta figura] para a engrenagem intermediária

136. Embora a segunda extremidade 512 do contrapeso primário 118 possa compreender esta seção 510, também é possível formar a segunda extremidade 512 como uma estrutura unitária durante a fabricação do contrapeso primário 118.

[0085] A Figura 5 também ilustra as dimensões relativas do diâmetro DR1 da engrenagem central 126, diâmetro DR2 da engrenagem intermediária 136 e diâmetro DR3 da engrenagem de saída 124. O diâmetro DR1 para a engrenagem central 126 pode compreender uma magnitude de cerca de 21,34 cm (8,4 polegadas) [e tendo cerca de quarenta e dois dentes), enquanto o diâmetro DR2 da engrenagem intermediária 136 pode compreender uma magnitude de cerca de 16,26 cm (6,4 polegadas) [e tendo cerca de trinta e dois dentes], e o diâmetro DR3 da engrenagem de saída 124 pode compreender uma magnitude de cerca de 10,67 cm (4,2 polegadas) [e com cerca de vinte e um dentes]. No entanto, outras magnitudes, maiores ou menores, para esses diâmetros [e dentes] são possíveis e estão incluídas dentro do escopo desta descrição.

[0086] A engrenagem de saída 124 pode ter um limite inferior para seu diâmetro DR3 de cerca de 7,62 cm (3,0 polegadas) e um limite superior de cerca de 17,78 cm (7,0 polegadas). Geralmente, a engrenagem de saída 124 e a engrenagem central 126 devem ter uma relação 2:1 em relação aos seus respectivos diâmetros DR3, DR1: o diâmetro DR1 da engrenagem central 126 é geralmente duas vezes o tamanho do diâmetro DR3 para a engrenagem de saída 124. O diâmetro DR2 da engrenagem intermediária 136 geralmente pode ter quase qualquer tamanho.

[0087] Enquanto isso, uma distância DG entre os centros geométricos da engrenagem de saída 124 e da engrenagem central 126 geralmente compreende cerca de 1/4 de um tempo de máquina. A dimensão ou distância S1 entre os centros geométricos da engrenagem de saída 124 e do pino 134 [ver Figura 2 para a distância S1] é de cerca de 17,78 cm (7,0 polegadas) e, portanto, cria um tempo completo de máquina de 71,12 cm (28,0 polegadas).

[0088] Com referência agora à Figura 5B, esta figura é um diagrama que ilustra uma distância relativa de um quarto, metade e um tempo completo de máquina do sistema 100 de acordo com uma modalidade exemplificativa. Como entendido por um versado na técnica, as dimensões relativas ilustradas na Figura 5B são dependentes dos tamanhos relativos do pistão 104 em comparação com os elementos (isto é, engrenagens 114, 124, 126, 136 e contrapesos 118, 128) que formam o diâmetro D- sys do sistema 100.

[0089] A Figura 5B ilustra ainda que a distância S1 geralmente compreende cerca de 1/4 de um tempo de máquina e também é substancialmente igual à distância central DG entre a engrenagem de saída 124 e a engrenagem central 126 descrita acima. Isso significa que um tempo completo de máquina geralmente será quatro vezes o tamanho da distância S1. A distância S1 geralmente deve ser maior do que (DR1 + DR2) / 2. O valor de (DR1 + DR2) / 2 também geralmente deve ser 1,27 cm (0,5 polegada) maior do que S1 para garantir que as respectivas engrenagens não interfiram umas com as outras. Essas relações geométricas devem ser mantidas para o pino 134 na extremidade do contrapeso secundário 128 [e elo de acoplamento 130] para rastrear o movimento de linha reta mostrado pela seta direcional La.

[0090] Também é observado que, para obter equilíbrio estático e dinâmico, a massa do contrapeso secundário 128 geralmente deve ser igual à massa do pistão 104, do pino 132, do elo 130 e do pino 134 combinados. E um centroide do contrapeso secundário 128 geralmente deve ser de 4 [um quarto] de um tempo de máquina ou a distância S1 do furo em que o pino 122 se acopla. Além disso, uma massa dos elementos que se movem com o contrapeso primário 118 [isto é, - o pino 122, a engrenagem de saída 124, a engrenagem intermediária 136, o pino 120] combinada com uma localização do centroide geralmente deve gerar uma força centrípeta igual à da massa do pistão 104 vezes a taxa de aceleração linear máxima.

[0091] Com referência agora às Figuras 6A a 6H, estas figuras ilustram o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma única vista em perspectiva, onde cada figura ilustra uma posição diferente dos contrapesos 118, 128 e do pistão 104 quando a engrenagem acionada de entrada 116 é rotacionada. Estas Figuras 6A a 6H demonstram o movimento relativo dos contrapesos 118, 128 através de oito posições diferentes.

[0092] Com referência agora apenas à Figura 6A, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma primeira posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6B a 6H. De acordo com esta modalidade exemplificativa, o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada 112 são rotacionados na direção horária, como indicado pela seta direcional R1. Esta rotação na direção horária da engrenagem acionada de entrada faz com que a engrenagem acionada de entrada 116 rotacione na direção anti-horária. Como a engrenagem acionada de entrada 116 é acoplada ao contrapeso primário 118, o contrapeso primário 118 também é rotacionado na direção anti-horária, como mostrado pela seta direcional PC1. A designação “PC1” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está em uma primeira posição.

[0093] Esta rotação na direção anti-horária do contrapeso primário 118 e da engrenagem acionada de entrada 116 faz com que a engrenagem intermediária 136 e a engrenagem de saída 124 transladem em torno da engrenagem central 126 [não visível nesta figura]. A translação da engrenagem intermediária 136 em torno da engrenagem central 126 [não visível] na direção anti-horária faz com que a engrenagem intermediária 136 rotacione na direção anti-horária.

[0094] Esta rotação na direção anti-horária da engrenagem intermediária 136 rotaciona a engrenagem de saída 124 na direção horária, como mostrado pela seta direcional SC1. A rotação na direção horária da engrenagem de saída 124 também faz com que o contrapeso secundário rotacione também na direção horária, também mostrado pela seta direcional SC1. A designação “SC1” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está em uma primeira posição. Este movimento pelo contrapeso secundário 128 puxa o pistão 104 na direção esquerda em relação à página, como mostrado pela seta direcional L1.

[0095] Com referência agora à Figura 6B, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma segunda posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A e 6C a 6H. Uma vez que a Figura 6B é similar à Figura 6A, apenas as diferenças entre a Figura 6B e a Figura 6A serão descritas abaixo.

[0096] A designação “R2” para a seta direcional R2 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma segunda posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC2” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está em uma segunda posição em relação às figuras anteriores. A designação “SC2"” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está em uma segunda posição em relação às figuras anteriores.

[0097] Na Figura 6B, o contrapeso secundário 128 foi rotacionado de modo que sua extremidade com o pino 134 tenha um primeiro deslocamento máximo para a esquerda em relação à engrenagem central 126 [agora visível nesta figura]. Este primeiro deslocamento máximo para a esquerda do pino 134 em relação à engrenagem central 126 faz com que o pistão 104 atinja seu deslocamento máximo para a esquerda em relação à engrenagem central 126. A posição do pistão 104 é designada nesta Figura 6B como seu primeiro tempo final. Além disso, e por coincidência, cada contrapeso 118, 128 é posicionado em uma orientação similar [alinhando de forma paralela] durante este “primeiro tempo final” do pistão 104.

[0098] Com referência agora à Figura 6C, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma terceira posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6B, e Figuras 6D a 6H. Uma vez que a Figura 6C é similar à Figura 6B, apenas as diferenças entre a Figura 6B e a Figura 6C serão descritas abaixo.

[0099] A designação “R3” para a seta direcional R3 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma terceira posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC3” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está em uma terceira posição em relação às figuras anteriores.

[0100] A designação “SC3” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está em uma terceira posição em relação às figuras anteriores. Nesta Figura 6C em relação à Figura 6B, o pino 134 que suporta o elo de conexão de pistão 130 começou a ser empurrado na direção para a direita, o que, por sua vez, empurra o pistão 104 na direção para a direita, conforme indicado pela seta direcional L3.

[0101] Com referência agora à Figura 6D, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma quarta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6C, e Figuras 6E a 6H. Uma vez que a Figura

6D é similar à Figura 6C, apenas as diferenças entre a Figura 6D e a Figura 6C serão descritas abaixo.

[0102] A designação “R4” para a seta direcional R4 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma quarta posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC4” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está em uma quarta posição em relação às figuras anteriores.

[0103] A designação “SC4” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está em uma quarta posição em relação às figuras anteriores. Nesta Figura 6D em relação à Figura 6C, o pino 134 que suporta o elo de conexão de pistão 130 continua a ser empurrado na direção para a direita, que por sua vez empurra o pistão 104 na direção para a direita, como indicado pela seta direcional L4. Observa-se que a seta direcional L4 tem um comprimento maior do que o comprimento da seta direcional L3 da Figura 6C para mostrar que o pistão 104 se estendeu ainda mais na direção para a direita em relação ao mancal 104 e em comparação com a posição do pistão 104 ilustrada na Figura 6C.

[0104] Com referência agora à Figura 6E, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma quinta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6D, e Figuras 6F a 6H. Uma vez que a Figura 6E é similar à Figura 6D, apenas as diferenças entre a Figura 6D e a Figura 6E serão descritas abaixo.

[0105] —Adesignação “R5"” para a seta direcional R5 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma quinta posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC5” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está na quinta posição em relação às figuras anteriores.

[0106] A designação “SC5” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está em uma quinta posição em relação às figuras anteriores. Nesta Figura 6E em relação à Figura 6D, o pino 134 [não visível] que suporta o elo de conexão de pistão 130 continua a ser empurrado na direção para a direita, o que, por sua vez, empurra o pistão 104 na direção para a direita, conforme indicado pela seta direcional L5. Observa-se que a seta direcional L5 tem um comprimento maior do que o comprimento da seta direcional L4 da Figura 4 para mostrar que o pistão 104 se estendeu ainda mais na direção para a direita em relação ao mancal 104 e em comparação com a posição do pistão 104 ilustrada na Figura 4.

[0107] Com referência agora à Figura 6F, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma sexta posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6E, e Figuras 6G a 6H. Uma vez que a Figura 6F é similar à Figura 6E, apenas as diferenças entre a Figura 6E e a Figura 6F serão descritas abaixo.

[0108] A designação “R6” para a seta direcional R6 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma sexta posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC6” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está na sexta posição em relação às figuras anteriores. A designação “SC6” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está na sexta posição em relação às figuras anteriores.

[0109] Na Figura 6F, o contrapeso secundário 128 foi rotacionado de modo que sua extremidade com o pino 134 está em um segundo deslocamento máximo ainda para a direita em relação à engrenagem central 126 [visível nesta figura]. Este segundo deslocamento máximo para a direita do pino 134 em relação à engrenagem central 126 faz com que o pistão 104 atinja seu deslocamento máximo para a direita em relação à engrenagem central 126. A posição do pistão 104 é designada nesta Figura 6F como seu segundo tempo final. Além disso, e por coincidência, cada contrapeso 118, 128 é posicionado em uma orientação similar [alinhando de forma paralela] durante este “segundo tempo final” do pistão 104.

[0110] Com referência agora à Figura 6G, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma sétima posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6F e Figura 6H. Uma vez que a Figura 6G é similar à Figura 6H, apenas as diferenças entre a Figura 6H e a Figura 6G serão descritas abaixo.

[0111] A designação “R7” para a seta direcional R5 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma sétima posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC7” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está na sétima posição em relação às figuras anteriores.

[0112] A designação “SC7” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está na sétima posição em relação às figuras anteriores. Nesta Figura 6G em relação à Figura 6H, o pino 134 [não visível] que suporta o elo de conexão de pistão 130 é puxado na direção para a esquerda, o que, por sua vez, puxa o pistão 104 na direção para a esquerda, como indicado pela seta direcional L7.

[0113] A Figura6H ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva lateral com os contrapesos 118, 128 em uma oitava posição em relação às posições ilustradas nas Figuras 6A a 6G. Uma vez que a Figura 6H é similar à Figura 6G, apenas as diferenças entre a Figura 6G e a Figura 6H serão descritas abaixo.

[0114] A designação “R8” para a seta direcional R8 significa que o eixo de entrada 108 e a engrenagem de acionamento de entrada correspondente 112 foram rotacionados para uma oitava posição em relação às figuras anteriores. A designação “PC8” para esta seta direcional também indica que o contrapeso primário 118 está na oitava posição em relação às figuras anteriores.

[0115] A designação “SC8” para esta seta direcional também indica que o contrapeso secundário 128 está na oitava posição em relação às figuras anteriores. Nesta Figura 6H em relação à Figura 6G, o pino 134 [não visível] que suporta o elo de conexão de pistão 130 é puxado na direção para a esquerda, o que, por sua vez, puxa o pistão 104 na direção para a esquerda, como indicado pela seta direcional L8.

[0116] Observa-se que a seta direcional L8 tem um comprimento maior do que o comprimento da seta direcional L7 da Figura 6G para mostrar que o pistão 104 se estendeu ainda mais na direção para a direita em relação ao mancal 104 e em comparação com a posição do pistão 104 ilustrada na Figura 6G. Nota-se ainda que o pino 134 [não visível] e a engrenagem de saída 124 em relação à engrenagem central 126 estão em um ponto médio em relação ao primeiro tempo final da Figura 6B e o segundo tempo final da Figura 6F. Isto também significa que o pistão 104 está no ponto médio da Figura 6H em relação à primeira posição de tempo final ilustrada na Figura 6B e a segunda posição de tempo final ilustrada na Figura 6H.

[0117] Com referência agora à Figura 6|, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista em perspectiva reversa em relação à Figura 68H com os contrapesos 118, 128 na oitava posição. Uma vez que a Figura 61 é similar à Figura 6H, apenas as diferenças entre a Figura 6H e a Figura 61 serão descritas abaixo. A partir da vista em perspectiva reversa 61, a engrenagem central 126, o elo de conexão de pistão 130 e o eixo 122 são mais facilmente vistos em comparação com a vista da Figura 6H.

[0118] Nesta Figura 61, o pistão 104 é mostrado movendo-se na direção linear para a direita em relação à página, como mostrado pela seta direcional L8a. A seta direcional L8b mostra a direção linear para a direita do pino 134 para o elo de conexão de pistão 130. Como observado anteriormente, o contrapeso secundário 128 é dimensionado adequadamente de modo que, apesar de sua rotação causada pela engrenagem de saída 124 e por seu movimento de translação do contrapeso primário 118 em torno da engrenagem central 126, a parte de extremidade que contém o pino 134 se move em uma direção substancialmente linear, como indicado pela seta direcional L8b.

[0119] Com referência agora à Figura 6J, esta figura ilustra o sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear a partir de uma vista lateral em relação à Figura 6|l com o contrapeso 128 na oitava posição e tendo o retentor de mancal 402 e o alojamento 404, similar à modalidade ilustrada na Figura 4 que também tem o alojamento 404. Nesta vista da Figura 6J, a engrenagem de saída 124, a engrenagem intermediária 136, a engrenagem central 126 e a engrenagem de acionamento de entrada 116 não são visíveis devido ao retentor de mancal 402 e ao alojamento 404 que envolve esses elementos.

[0120] Também com esta posição do contrapeso secundário 128 e de seu eixo 122 que suporta a engrenagem de saída 124 [não visível], o pistão 108 e o elo de conexão de pistão 130 estão em uma posição no meio do tempo, de modo que o pistão 108 é estendido a um ponto médio em relação ao movimento de translação que ele tem através do mancal 102. Esta posição de ponto médio do pistão 104 da Figura 6J é idêntico à posição do ponto médio do pistão 104, como ilustrado na Figura 6J.

[0121] Com referência agora à Figura 7, esta figura é outra vista lateral do sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear em relação à Figura 6J, mas o contrapeso secundário 128 está em uma posição em que o pistão 104 está em seu segundo tempo final, como o ilustrado na Figura 6F. A Figura 7 também ilustra a linha de corte da seção A-A e a linha B que correspondem às vistas transversais ilustradas na Figura 8 e na Figura 9 descritas em mais detalhes abaixo.

[0122] Com referência agora à Figura 8, esta figura é uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema 100 ilustrada na Figura 7 tomada ao longo da linha de corte A-A da Figura 7. Nesta figura, uma tampa de mancal de ligação 802 é visível e cobre uma seção de extremidade do eixo / pino 134. Também é visível uma tampa de mancal de engrenagem central 804.

[0123] Próximo da borda externa do alojamento 404 está o mancal de esferas 508 que tem um primeiro retentor de mancal 806. Um segundo retentor de mancal 808 é posicionado em um lado oposto do mancal de esferas 508 em relação ao primeiro retentor de mancal 806. Adjacente ao segundo retentor de mancal está um vedante de óleo 810 que é identificado na seção superior próximo de um mancal de esferas superior 508.

[0124] Em seguida, os elementos adjacentes à engrenagem central 126 e à engrenagem acionada de entrada 116 serão descritos. Um mancal de rolos cônicos 812 suporta uma seção 814 do contrapeso secundário 128. Dentro de uma seção interna da engrenagem central 126 está uma união rotativa 816.

[0125] No meio da engrenagem acionada de entrada 116, é fornecido um mancal de rolos cônicos 826. Adjacente ao mancal de rolos cônicos 826 está uma arruela de pressão de mancal 828. Próximo à arruela de pressão de mancal 828 está uma porca de fixação de mancal 830. Uma mola anular 832 é posicionada adjacente à porca de fixação de mancal 830. E adjacente à mola anular 832 está uma placa de vedação de alojamento 834. Oposta à placa de vedação de alojamento 824 está a placa de vedação 836 para o eixo de acionamento de entrada 108.

[0126] Com referência agora à Figura 9, esta é uma vista transversal da modalidade exemplificativa do sistema 100 ilustrada na Figura 7 tomada ao longo da linha de corte B-B da Figura 7. Nesta Figura 9, um mancal 902 que suporta o pino / eixo 132 é visível. Este mancal 902 pode compreender um mancal de esferas de duas carreiras, no entanto, outros mancais podem ser empregados como entendido por um versado na técnica.

[0127] Também é visível na Figura 9 um rolo cônico de mancal 906 que suporta rotativamente o eixo 122. Como observado anteriormente, o eixo 122 suporta o contrapeso secundário 128. Adjacente ao rolo 906 está um alojamento 908.

[0128] — Outro rolo cônico de mancal 912 suporta rotativamente a engrenagem de acionamento de entrada 112. E mais adiante, o eixo 108 em relação à engrenagem de acionamento de entrada 112 é uma trava de mancal 914. Adjacente à porca de fixação de mancal 914 está uma arruela de pressão de mancal 916. Próximo à arruela de pressão de mancal 916 está outro rolo cônico de mancal 918. Um alojamento 920 envolve ao menos o rolo cônico 912, a trava de mancal 914, a arruela 916, e o rolo cônico 918. O alojamento 920 também envolve / protege outra porca de fixação de mancal 922 e uma arruela de pressão de mancal 924. O eixo 114 para a engrenagem acionada de entrada 116 é suportado rotativamente por uma porca de trava de mancal 930, uma arruela de pressão de mancal 932 e um rolo cônico de mancal 934.

[0129] Como observado anteriormente, vários mancais diferentes podem ser empregados no sistema 100 sem abandonar o escopo desta descrição, como entendido por um versado na técnica. Enquanto vários mancais ilustrados nas Figuras 8 a 9 podem compreender mancais de rolos, outros tipos de mancais são possíveis. Outros mancais podem incluir, entre outros, mancais deslizantes (que incluem buchas,

mancais, mancais de manga, mancais estriado, e mancais compostos); mancais de joalheria; mancais de fluido; mancais magnéticos; mancais de flexão, e similares.

[0130] Com referência agora à Figura 10, esta figura é uma vista em perspectiva lateral de uma modalidade exemplificativa alternativa de um sistema 100' (principal) para converter movimento de rotação em movimento linear. Esta Figura 10 é muito similar à Figura 1, apenas as diferenças serão descritas abaixo. Nesta Figura 10, o sistema 100' tem um contrapeso primário modificado 118' e um contrapeso secundário modificado 128”.

[0131] Especificamente, o contrapeso primário 118' foi modificado de modo a não ter uma parte inferior maior [a seção em forma de setor] em comparação com o contrapeso primário 118 ilustrado nas Figuras 1 a 9. Da mesma forma, o contrapeso secundário 128' também não tem uma parte inferior maior [a seção em forma de setor] em comparação com o contrapeso secundário 128 das Figuras 1a9.

[0132] O sistema 100' pode funcionar sem as seções em forma de setor para cada contrapeso 118', 128'. No entanto, altas forças de fundação e vibração podem ser criadas neste sistema alternativo 100' com os contrapesos modificados 118', 128. O peso adicional fornecido nos contrapesos 118, 128 das Figuras 1 a 9 ajuda a fornecer energia mais constante.

[0133] Os pesos / massas adicionais dos contrapesos das Figuras 1 a 9 equilibram estaticamente e dinamicamente o sistema 100. Outros sistemas para converter movimento de rotação em movimento linear são geralmente limitados a aproximadamente 400,0 tempos por minuto. Enquanto isso, o equilíbrio constante de energia e peso do sistema 100 ilustrado nas Figuras 1 a 9 permite que o sistema 100 opere tão rápido quanto cerca de 1000,0 tempos por minuto. Assim, o sistema alternativo 100' mostrado com os contrapesos de tamanho reduzido 118', 128' pode funcionar, mas pode não funcionar tão eficientemente quanto as modalidades exemplificativas ilustradas nas Figuras | a 9, onde a energia e o peso são equilibrados.

[0134] Com referência agora à Figura 11, esta figura ilustra um fluxograma para um método 1100 para formar um sistema 100 para converter movimento de rotação em movimento linear de acordo com uma modalidade exemplificativa. Este método 1100 corresponde geralmente à modalidade exemplificativa ilustrada nas Figuras 1 a

10. Se certas etapas são modificadas e / ou removidas, então este método 1100 também pode se aplicar a outras modalidades exemplificativas futuras, como entendido por um versado na técnica.

[0135] A etapa 1105 é a primeira etapa do método 1100 para converter movimento de rotação em movimento linear e vice-versa. Na etapa 1105, dois sistemas de retenção podem ser formados: um para cada atuador de dois atuadores separados, onde um atuador é um atuador linear 106 e o outro atuador é um atuador rotativo 110. Em seguida, na etapa 1110, o primeiro sistema de retenção pode ser formado pelo atuador rotativo 110: uma engrenagem central 126 pode ser acoplada ao mesmo eixo 114 de uma engrenagem acionada de entrada 116, como ilustrado na Figura 1, de modo que a engrenagem acionada de entrada 116 rotacione em torno do eixo 114 enquanto a engrenagem central 126 permanece estacionária.

[0136] Posteriormente, no bloco 1115, uma engrenagem intermediária 136 e uma engrenagem de saída 124 podem ser acopladas a um primeiro contrapeso 118. Em seguida, na etapa 1120, o primeiro contrapeso pode ser acoplado à engrenagem acionada de entrada 116.

[0137] Em seguida, na etapa 1125, um segundo sistema de retenção para o atuador linear 106 pode ser formado: um contrapeso secundário 128 pode ser dimensionado adequadamente (corretamente) de modo que uma parte de extremidade do contrapeso 128 se move substancialmente em uma linha reta à medida que o contrapeso secundário é rotacionado e é transladado em torno da engrenagem central 126.

[0138] Subsequentemente, na etapa 1130, a engrenagem de saída 124 pode ser acoplada ao contrapeso secundário 128. Além disso, um pino 134 pode ser acoplado à parte de extremidade do contrapeso secundário 128 e um elo de conexão de pistão

130. Em seguida, na etapa 1135, o elo de conexão de pistão 130 pode ser acoplado a um braço 104. As etapas 1105 a 1135 foram designadas com o caractere de referência 1160 para indicar que essas etapas formam dois sistemas de retenção para a conversão do movimento de rotação em movimento linear e vice-versa.

[0139] Com referência agora à etapa 1140, nesta etapa, o atuador linear 106 ou meio 106 para receber movimento linear pode ser acoplado ao braço 104. Em seguida, na etapa 1145, o atuador rotativo 110 ou meio 110 para produzir movimento linear pode ser acoplado à engrenagem acionada de entrada 116.

[0140] Na etapa 1150, o atuador rotativo 110 pode ser inicializado. Em outras palavras, o atuador rotativo 110 pode começar a produzir movimento de rotação. No entanto, um versado na técnica reconhece que se o atuador linear 106 for acionado por um motor ou alguma outra força externa [para converter movimento linear em movimento de rotação], então o atuador linear 106 acionado por um motor (não ilustrado) poderia começar movimento na etapa 1150, de modo que o movimento linear acabaria por ser convertido em movimento de rotação no atuador rotativo 110, ou mais apropriadamente, no meio para receber o movimento de rotação 110.

[0141] Com referência à etapa 1150, após esta etapa, na etapa 1155, o pino 134 e o elo 130 podem ser mantidos em um único plano enquanto movendo o eixo ou o pistão 104 e enquanto transferindo força a partir do contrapeso secundário rotativo

128.

[0142] Um versado na técnica reconhece que as etapas do método 1100 sugerem como o sistema 100 das Figuras 1 a 10 pode ser formado enquanto também descreve como o sistema 100 pode ser usado. O método 1100 geralmente descreve o movimento e as forças do sistema 100 após o sistema 100 ter sido montado. É bastante evidente que as partes e elementos do sistema 100 possam ser montados em uma sequência diferente de etapas que as propostas como ilustrado no método

1100. No entanto, uma vez que o sistema 100 é formado, o movimento e as forças gerais descritos no método 1100 são geralmente aplicáveis como entendido por um versado na técnica.

[0143] Certas etapas nos processos ou fluxos de processo da Figura 11, bem como processos e fluxos ilustrados / sugeridos pelos desenhos mecânicos das Figuras 1 a 10 nesta especificação precedem naturalmente outras para que a invenção funcione como descrito. No entanto, a invenção não está limitada à ordem das etapas descritas se essa ordem ou sequência não alterar a funcionalidade da invenção. Ou seja, reconhece-se que algumas etapas podem ser executadas antes, depois ou paralelamente (substancialmente simultaneamente com) a outras etapas sem abandonar o escopo e o espírito da invenção. Em alguns casos, certas etapas podem ser omitidas ou não executadas sem abandonar a invenção.

[0144] Os materiais para as partes ilustradas nas várias figuras, tal como engrenagens, hastes, braços e elos, podem ser feitos de metal, tal como aço. Outros metais podem ser empregados sem abandonar o escopo desta descrição. Outros metais incluem, entre outros, alumínio, bronze, cobre, estanho, chumbo e ligas / combinações dos mesmos. Além disso, outros materiais além dos metais também são possíveis e estão incluídos dentro do escopo desta descrição. Outros materiais além dos metais incluem, mas não estão limitados a, polímeros (ou seja, plásticos), cerâmica, materiais compósitos e qualquer combinação dos mesmos.

[0145] Como observado na seção Fundamentos, o método e o sistema da invenção são adequados para aplicações no campo de fabricação de latas de alumínio ou em recipientes de bebidas / alimentos em geral. No entanto, outros campos de uso são possíveis. Por exemplo, outros campos de uso para o método e o sistema da invenção incluem, entre outros, fabricação de eletrônicos, fabricação de automóveis e fabricação de ferramentas e moldes. Na fabricação de eletrônicos, a escala do sistema pode ser muito pequena, da ordem de centímetros e milímetros. Além disso, o atuador rotativo e / ou o atuador linear podem ser acoplados a robôs [isto é, tal como robôs de escolha e localização, etc.] usados na fabricação de placas de circuito impresso (PCB).

[0146] Embora algumas modalidades tenham sido descritas em detalhes acima, os versados na técnica apreciarão prontamente que muitas modificações são possíveis nas modalidades sem abandonar materialmente esta descrição. Por conseguinte, essas modificações devem ser incluídas no escopo desta descrição, conforme definido nas reivindicações a seguir.

[0147] Por exemplo, embora várias engrenagens tenham sido ilustradas nas várias vistas, é possível que as funções / movimento desses elementos possam ser substituídos por estruturas adicionais e / ou menos estruturas. Por exemplo, a função / movimento de várias engrenagens pode ser substituída por engrenagens menores adicionais, como entendido por um versado na técnica. Além disso, equivalentes mecânicos das engrenagens e ligações ilustradas — tal como correias, correntes, rodas dentadas e / ou polias - poderiam ser substituídos por muitas das estruturas ilustradas nas várias vistas, como entendido por um versado na técnica. Tais substituições de estruturas equivalentes mecânicas são incluídas dentro do escopo desta descrição.

[0148] Da mesma forma, nas reivindicações, as cláusulas de meio mais função destinam-se a cobrir as estruturas aqui descritas como desempenhando a função citada e não apenas equivalentes estruturais, mas também estruturas equivalentes. Assim, embora um prego e um parafuso possam não ser equivalentes estruturais pelo fato de que um prego emprega uma superfície cilíndrica para fixar as peças de madeira, enquanto um parafuso emprega uma superfície helicoidal, no ambiente de fixação de peças de madeira, um prego e um parafuso podem ser estruturas equivalentes. É a intenção expressa do requerente não invocar 35 U.S.C. $ 12, sexto parágrafo, para quaisquer limitações de qualquer uma das reivindicações aqui contidas, exceto para aquelas em que a reivindicação expressamente usa as palavras 'meio para' juntamente com uma função associada.

[0149] Portanto, embora aspectos selecionados tenham sido ilustrados e descritos em detalhes, será entendido que várias substituições e alterações podem ser feitas nos mesmos sem abandonar o espírito e o escopo da presente invenção, conforme definido pelas reivindicações a seguir.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Sistema para transformar movimento de rotação em movimento linear, caracterizado pelo fato de que compreende: meio para produzir movimento de rotação; meio para receber movimento linear; uma primeira engrenagem acoplada ao meio para produzir movimento de rotação; uma segunda engrenagem acoplada à primeira engrenagem e que permanece estacionária enquanto a primeira engrenagem é rotacionada pelo meio para produzir movimento de rotação; um primeiro dispositivo de retenção que suporta uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída, o dispositivo de retenção sendo acoplado à primeira engrenagem e que rotaciona com a primeira engrenagem, a engrenagem intermediária sendo acoplada à segunda engrenagem e à engrenagem de saída; o dispositivo de retenção translada a engrenagem intermediária em torno da segunda engrenagem quando a primeira engrenagem é rotacionada; a engrenagem intermediária rotaciona a engrenagem de saída quando a engrenagem intermediária é transladada em torno da segunda engrenagem; um segundo dispositivo de retenção acoplado à engrenagem de saída que rotaciona com a engrenagem de saída quando a engrenagem de saída é rotacionada; o segundo dispositivo de retenção tendo uma parte de extremidade acoplada a um elo; e um braço acoplado ao meio para receber movimento linear e ao elo, a parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção se movendo em uma direção substancialmente linear quando o segundo dispositivo de retenção é rotacionado pela engrenagem de saída e translada em torno da segunda engrenagem, a parte de extremidade movendo o elo na direção substancialmente linear.

2. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de retenção compreende um contrapeso.

3. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo de retenção compreende um contrapeso.

4. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção compreende um pino.

5. Sistema, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado pelo fato de que o pino é acoplado ao elo.

6. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são acopladas a um eixo.

7. Sistema, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem compartilham o mesmo centro geométrico em torno do qual a primeira engrenagem rotaciona enquanto a segunda engrenagem permanece estacionária.

8. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o braço compreende um eixo, o braço sendo acoplado a um mancal.

9. Sistema, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que o elo compreende um pino que é acoplado ao braço.

10. Sistema para transformar movimento de rotação em movimento linear, caracterizado pelo fato de que compreende: um atuador rotativo; uma primeira engrenagem acoplada ao atuador rotativo; uma segunda engrenagem acoplada à primeira engrenagem e que permanece estacionária enquanto a primeira engrenagem é rotacionada pelo atuador rotativo; um primeiro dispositivo de retenção que suporta uma engrenagem intermediária e uma engrenagem de saída, o dispositivo de retenção sendo acoplado à primeira engrenagem e que rotaciona com a primeira engrenagem, a engrenagem intermediária sendo acoplada à segunda engrenagem e à engrenagem de saída; o dispositivo de retenção translada a engrenagem intermediária em torno da segunda engrenagem quando a primeira engrenagem é rotacionada; a engrenagem intermediária rotaciona a engrenagem de saída quando a engrenagem intermediária é transladada em torno da segunda engrenagem;

um segundo dispositivo de retenção acoplado à engrenagem de saída que rotaciona com a engrenagem de saída quando a engrenagem de saída é rotacionada; o segundo dispositivo de retenção tendo uma parte de extremidade acoplada a um elo; e um braço acoplado ao elo, a parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção se movendo em uma direção substancialmente linear quando o segundo dispositivo de retenção é rotacionado pela engrenagem de saída e translada em torno da segunda engrenagem, a parte de extremidade movendo o elo e o braço na direção substancialmente linear.

11. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o braço é parte de um atuador linear.

12. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o primeiro dispositivo de retenção compreende um contrapeso.

13. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o segundo dispositivo de retenção compreende um contrapeso.

14. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a parte de extremidade do segundo dispositivo de retenção compreende um pino.

15. Sistema, de acordo com a reivindicação 14, caracterizado pelo fato de que o pino é acoplado ao elo.

16. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem são acopladas a um eixo.

17. Sistema, de acordo com a reivindicação 16, caracterizado pelo fato de que a primeira engrenagem e a segunda engrenagem compartilham o mesmo centro geométrico em torno do qual a primeira engrenagem rotaciona enquanto a segunda engrenagem permanece estacionária.

18. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o braço compreende um eixo, o braço sendo acoplado a um mancal.

19. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o elo compreende um pino que é acoplado ao braço.

20. Sistema, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que o atuador rotativo compreende um motor.