dispositivo mecanico de rotacion y balanceo para efectos

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OFICINA ESPAÑOLA DE
PATENTES Y MARCAS
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2 193 802
kNúmero de solicitud: 200001592
kInt. Cl. : B05B 17/08
11 Número de publicación:
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ESPAÑA
B05B 3/06
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SOLICITUD DE PATENTE
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71 Solicitante/s: Juan Carretero Llorente
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72 Inventor/es: Carretero Llorente, Juan
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74 Agente: No consta
22 Fecha de presentación: 27.06.2000
43 Fecha de publicación de la solicitud: 01.11.2003
43 Fecha de publicación del folleto de la solicitud:
01.11.2003
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Urb. Las Suertes 75, 4◦ B
Collado Villalba, Madrid, ES
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kResumen:
54 Tı́tulo: Dispositivo mecánico de rotación y balanceo para efectos hidráulicos especiales.
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Dispositivo mecánico de rotación y balanceo para
efectos hidráulicos especiales.
Se trata de un dispositivo mecánico que adaptado
a las fuentes ornamentales, crea un tipo de juegos
acuáticos giratorios o pendulares con surtidores de
agua.
Está constituido por dos tubos, dispuestos concéntricamente, a los que se han conectado dos pares de
cojinetes (un par a cada tubo), de forma que éstos
pueden girar libremente entre sı́, arrastrando en su
rotación, al tubo al que son solidarios. En el tubo
interior, se realizan unos calados, de manera que el
agua que fluye a través del dispositivo, puede pasar
desde la parte interior a la exterior del tubo central
y viceversa. Su constitución tiene una simetrı́a que
permite que el dispositivo sea instalado de diversas
formas, creando, con cada manera de instalación,
una variedad de efectos hidráulicos distintos de rotación y balanceo, tales como: molinetes, piruetas
de agua, marcadores acuáticos de ritmo, abanicos
pendulares, figuras acuáticas de revolución, etc.
Venta de fascı́culos: Oficina Española de Patentes y Marcas. C/Panamá, 1 – 28036 Madrid
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DESCRIPCION
Dispositivo mecánico de rotación y balanceo
para efectos hidráulicos especiales.
La presente invención tiene la finalidad de satisfacer la demanda de un dispositivo especial que
adaptado a las fuentes ornamentales, cree un tipo
de juegos acuáticos en los que se formen figuras
de revolución y balanceo con surtidores de agua.
El dispositivo mecánico de rotación y balanceo
basa su operatividad (y es uno de los motivos de
reivindicación) en la capacidad de deslizamiento
de unos cojinetes sobre otros cojinetes. El movimiento del dispositivo se consigue por medio de
acciones exteriores al mismo o mediante la fuerza
del agua que fluye por su interior, como se detallará en el apartado dedicado a la descripción
de su funcionamiento.
La simetrı́a de constitución del dispositivo de
rotación y balanceo y sus diferentes formas de conexión a los colectores de la instalación principal,
hacen del dispositivo un elemento muy versátil,
que será utilizado para crear múltiples efectos
acuáticos de rotación y balanceo, tales como: molinetes, piruetas de agua, efectos acuáticos de revolución, marcadores acuáticos de ritmo capaces
de seguir el ritmo de cualquier música, surtidores
oscilantes, abanicos de agua en movimiento, etc.
Antecedentes de la invención
Existen diversos tipos de mecanismos de giratorios para la creación de figuras acuáticas de revolución o balanceo, pero los actualmente existentes son dispositivos muy complicados, de tamaño
importante y muy costosos de fabricar.
Los dispositivos de revolución o balanceo desarrollados hasta hoy, están especı́ficamente diseñados para una aplicación concreta y para un uso
muy especı́fico, es decir, un mecanismo que esté
diseñado para crear un molinete de agua, sólo se
podrá usar para esa aplicación, o bien, si otro
dispositivo mecánico está diseñado para crear un
efecto de balanceo que marque, con su vaivén, el
ritmo de una música, sólo podrá ser utilizado para
esa finalidad.
El dispositivo mecánico de rotación y balanceo, dada su especial simetrı́a de composición
y acoplamiento, permite realizar una gran variedad de Figuras acuáticas giratorias y de movimiento pendular, utilizando el mismo dispositivo, simplemente instalándolo de diferentes formas o cambiando las toberas que forman las figuras acuáticas de revolución o balanceo. Es decir, dada la combinatoria entre las posibles formas de conexión del dispositivo mecánico de rotación y balanceo para efectos hidráulicos especiales, y de la gran variedad de toberas y accesorios que pueden adaptarse al mismo, la presente
invención resuelve con un único mecanismo, multitud de aplicaciones para la creación de figuras
acuáticas giratorias y de movimiento de vaivén,
tales como molinetes, piruetas, efectos acuáticos
de revolución, marcadores acuáticos de ritmo,
abanicos acuáticos pendulares, efectos especiales
de vaivén, etc. Además, resuelve este problema
de una forma muy sencilla y fácil, de fabricar, en
comparación con los complicados dispositivos actualmente existentes, que como ya se ha indicado
sólo pueden utilizarse para una única aplicación.
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En las figuras 2, 3, 4 y 5 se muestran algunas
de las posibles formas de aplicación del dispositivo
mecánico de rotación y balanceo.
La presente invención, como se demostrará en
los apartados posteriores, dadas las especiales caracterı́sticas de su composición y diseño, puede
utilizar medios mecánicos exteriores para propulsarse o bien usar la propia fuerza del agua que
fluye por su interior para impulsarse o balancearse. Mediante la regulación de la inclinación
de los surtidores impulsores se podrı́a controlar la
velocidad de rotación.
El campo de aplicación del calderı́n rotatorio será básicamente el de las fuentes ornamentales, tanto las gobernadas por ordenador como las
fuentes ornamentales compuestas por elementos
mecánicos convencionales.
Descripción de la invención
La presente invención tiene como finalidad dotar a aquellas instalaciones que lo requieran de un
dispositivo de revolución o balanceo que formará
distintas figuras acuáticas en el aire. La figura formada dependerá del tipo de toberas seleccionadas
y de la forma de instalación del dispositivo.
Descripción del dispositivo
El cuerpo del dispositivo sumergible está formado por dos tubos (1) y (3) de acero galvanizado, latón u otro material inoxidable, dispuestos
concéntricamente. El tubo de menor diámetro (1)
es roscado por ambos extremos y tiene realizados
una serie de calados en su interior (7) por los que
el agua fluye comunicando el exterior del propio
tubo (1) con su interior. El sentido del flujo del
agua (desde los orificios (6) por los orificios (7)
hacia el interior del tubo (1) o bien a través de
cualquiera de los extremos del tubo (1) por los
orificios (7) hacia el exterior por los orificios (6))
dependerá de la manera en la que se instale el
dispositivo, tal como se muestra en las figuras 2,
3, 4 y 5.
El número de los cajeados o taladros (7) dependerá del caudal que pase por (6) y en principio
será tal, que la suma total de la sección de paso
por los taladros (7) sea, por lo menos, equivalente
a la sección de paso de los orificios de entrada (6).
Al tubo central (1) se acoplan dos cojinetes (5)
a una distancia equidistante del centro del dispositivo, en extremos opuestos. A la carcasa o tubo
de mayor diámetro (3) se le acoplan otros dos cojinetes (4) alrededor de los cojinetes (5).
Los cojinetes (5) están unidos solidariamente
al tubo (1) y los cojinetes (4) lo están a la carcasa
(3). Esta disposición permite que los cojinetes
(5) deslicen sobre los cojinetes (4) arrastrando al
tubo (1) en su rotación. Las piezas de sujeción
(2), solidarias al tubo (1), impiden que los cojinetes (5) (y por lo tanto el tubo (1)) se salgan de su
sitio. Estas piezas de sujeción (2) estarán constituidas, en su parte interior, que está en contacto
con el cojinete (4), por un material que tenga un
bajo coeficiente de frotamiento, tal como pueda
ser el grafito u otro de similares caracterı́sticas
mecánicas, evitando en lo posible pérdidas de velocidad a causa del frotamiento entre las piezas
(2) y (5).
Los orificios (6) serán de entrada o de salida
del agua, dependiendo de la disposición en la que
vaya a ser utilizado (ver gráficos 2, 3, 4 y 5) y el
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número de estos orificios dependerá también de
la aplicación concreta a la que vaya a ser destinado (ver gráficos 2 y 3 en los que se muestra el
dispositivo con uno y dos orificios).
Según la aplicación a la que vaya a estar dedicado, se podrán incorporar unos topes que limiten su movimiento en un cierto ángulo (véanse
las figuras 4 y 5), de manera que la figura estética
de agua que se forme, no sea de revolución sino
de balanceo. El mecanismo que haga las funciones de impulsor del dispositivo podrá ser de
tipo mecánico, hidráulico o electromagnético y el
mecanismo que lo restaure a la posición inicial,
podrá ser un resorte o un peso calibrado.
Descripción del funcionamiento
El funcionamiento del dispositivo está basado
en la capacidad de deslizamiento, con bajo rozamiento, de unos cojinetes sobre otros cojinetes.
En la presente invención, dos cojinetes (5) solidarios a un tubo central (1) deslizan sobre otros dos
cojinetes (4) solidarios a la carcasa (3), de manera
que el tubo central (1), gracias a los cojinetes (5)
a los que es solidario, puede girar libremente alrededor de los cojinetes (4) unidos a la carcasa. El
tubo central tiene realizados unos taladros (7) por
los que el agua puede fluir libremente, desde los
orificios exteriores de la carcasa (6) hacia el interior del tubo central, o viceversa, es decir, desde
el interior del tubo central hacia los orificios (6)
de la carcasa (3). El sentido de flujo del agua
dependerá de la forma de instalación del dispositivo.
Básicamente, el dispositivo puede instalarse
de dos formas diferentes (véanse los gráficos 2,3,4
y 5). Dependiendo del uso al que vaya a destinarse puede variar ligeramente su constitución
externa, su número de orificios externo y de taladros interiores.
El dispositivo, por lo tanto, puede acoplarse
de dos maneras: a) El colector principal de la
instalación (que canaliza el agua a presión para
la formación de las figuras acuáticas) se conecta
a la carcasa (que permanece fija) y rota el tubo
central y b) El colector principal se conecta al
tubo central (que permanece fijo) y gira la carcasa
alrededor del tubo central.
a) Entrada del agua por la carcasa
El agua se introduce por el dispositivo a través
del orificio (6) realizado en la carcasa (3). (véanse
figuras 2, 4 y 5). Nótese que en este caso un
solo orificio de entrada (6) es suficiente para el
funcionamiento del dispositivo.
Dada la versatilidad del dispositivo, éste puede instalarse tanto en vertical como en horizontal
como se muestra en las figuras 2, 4 y 5.
En la figura 2, el agua se introduce en el dispositivo por el orificio de entrada de agua (6), fluye
a través de los orificios (7) realizados en el tubo
central (1) y salen al exterior por la parte superior del tubo (1) y por la parte inferior del mismo
tubo (1) hacia los impulsores de salida. Los impulsores instalados en la base del dispositivo, al
salir el agua a presión, obligan a girar a los cojinetes (5) solidarios al tubo (1), desplegando ası́, en
el aire, figuras acuáticas de rotación, que podrán
ser distintas dependiendo de las toberas que se
instalen en la parte superior del tubo (1).
En las figuras 4 y 5 se muestran dos aplicacio-
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nes del dispositivo como elemento de balanceo. El
agua entra por el orificio (6), pasa por los orificios
(7) hacia el interior del tubo (1) y finalmente fluye
al exterior, (por ambos extremos del tubo (1)), a
través de las toberas que, en este caso particular, se han repartido simétricamente a los lados
del dispositivo. En las aplicaciones que muestran
las figuras 4 y 5, se han dispuesto tres toberas a
un lado y tres a otro. Nótese que el número de
toberas, su disposición y el tipo de tobera podrá
variar según las necesidades de utilización y de la
figura acuática que se quiera formar.
El balanceo del dispositivo, según muestra la
figura 4, se puede producir mediante un mecanismo exterior (que puede ser de naturaleza electromagnética, mecánica o hidráulica), que actúe
de elemento de accionamiento y un resorte o peso
calibrado que actúe como elemento restaurador.
Se produce, de este modo, por el continuo accionamiento y restauración, un movimiento de
vaivén que se trasladará a los surtidores de agua
acoplados al dispositivo. En las figuras 4 y 5 se
muestran tres toberas a un lado del dispositivo y
tres al otro, unidas mediante dos tramos de tuberı́a recta. En la figura 5 se han acoplado dos
codos de 90◦ para abatir el plano de referencia
de las toberas. Nótese cómo una pequeña alteración de la disposición de los accesorios produce
una figura estética completamente distinta, que
forma, en el aire, figuras de agua pendulares. La
inclinación del dispositivo a un lado y a otro del
centro de equilibrio se regulará mediante unos topes mecánicos, equidistantes del centro de equilibrio y regulables en su amplitud, de manera que
permitan que el ángulo de oscilación sea mayor o
menor, según el tipo de figura hidráulica estética
que deseemos crear.
b) Entrada del agua por el tubo (1)
Nótese que el dispositivo mecánico de rotación
es simétrico respecto al centro, por lo que cualquiera de los extremos del tubo (1) puede servir, indistintamente, como entrada o salida del
agua en su unión al colector principal, de donde
proviene el agua a presión, que sirve para la impulsión y movimiento del dispositivo.
En la figura 3 se muestra un ejemplo de utilización inversa a los otros ejemplos anteriores, es
decir, no rota el tubo central (1) sino que lo hace
la carcasa exterior (siempre, como ya se ha indicado repetidamente en él texto precedente, gracias a los cojinetes ( 5) solidarios al tubo central
(1) y a los cojinetes (4) unidos a la carcasa (3)).
El funcionamiento del dispositivo se produce,
pues, al revés que en los ejemplos que muestran
las figuras 2, 4 y 5, es decir, el agua entra por un
extremo del tubo (1), el agua fluye por su interior a través de los taladros (7) hacia los orificios
exteriores (6). En el caso que muestra la figura
3 hay dos orificios (6) (el dibujo genérico de referencia que muestra la figura 1 valdrı́a tal y como
se muestra para la aplicación de la figura 3) a
los que se han conectado dos impulsores, por los
que sale el agua a presión, que hacen rotar a la
carcasa exterior y por lo tanto a los surtidores
que estuviesen conectados a ella. La velocidad
de rotación se puede regular inclinando con diferentes ángulos los impulsores que producen el
movimiento. Nótese que, aunque en la figura 3 se
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hayan dibujado dos impulsores, el número de estos podrı́a ser mayor si se quisiese dotar de mayor
velocidad al dispositivo de rotación y balanceo.
La disposición que muestra la figura 3 permite
realizar dos variantes que son interesantes destacar:
- Al permanecer unido el tubo (1) al colector
principal y por lo tanto fijo (no gira), permite adaptar al otro extremo de tubo (1)
una tobera (o grupo de toberas) por la que
fluirá, permanentemente, el agua y alrededor de la cual (o cuales) rotarán los surtidores que puedan estar conectados a la carcasa.
- Al suprimir el extremo opuesto del tubo (1)
(o taponarlo) sólo rotan las toberas conectadas a la carcasa (tanto las de impulsión
como las que formen las figuras de rotación).
Ésta última disposición podrı́a permitir variar el diseño del dispositivo de manera que
el tubo (1) quedase confinado en el interior
de la carcasa (3) y ésta fuese de mayor longitud. De esta forma, se aprovecharı́a al
máximo el caudal que fluye por el dispositivo y quedarı́a libre toda la parte superior
de la carcasa, para el acoplamiento de las
toberas que formen las figuras acuáticas de
rotación.
Breve descripción de los dibujos
Para facilitar la comprensión de lo descrito en
los apartados anteriores, se han realizado 5 dibujos diferentes.
La figura 1 muestra una sección isométrica del
conjunto completo del dispositivo de rotación y
balanceo para efectos hidráulicos especiales, en
el que se han numerado todas las piezas que lo
componen. Todos los números - entre guiones que aparecen en los textos de la patente hacen
referencia a esta Figura.
La figura 2 muestra el dispositivo de rotación
y balanceo con un tipo de conexión solidario a
la carcasa. Esta disposición permute que el tubo
central gire libremente impulsado por las toberas
situadas en la base y solidarias al mismo tubo central. Las flechas de dirección muestran el sentido
de rotación del tubo central, al ser impulsado por
el agua a presión que sale por las toberas.
La figura 3 muestra el dispositivo de rotación y
balanceo con un tipo de conexión solidaria al tubo
central. Esta disposición permite que la carcasa
(y por lo tanto, las toberas que pudieran estar
conectadas a ella) rote libremente alrededor del
tubo central. Las flechas de dirección muestran el
sentido de rotación de la carcasa, al ser impulsado
por las toberas solidarias a la misma ası́ como los
sentidos de entrada y salida del agua.
La figura 4 muestra el dispositivo de rotación
y balanceo con un tipo de conexión solidaria a
la carcasa. Esta disposición permite que el tubo
central se balancee libremente alrededor de la carcasa, con un cierto ángulo de inclinación, regulable mediante un juego de topes mecánicos. Las
flechas de dirección circulares muestran que se
trata de una rotación de vaivén. Las flechas lineales muestran el sentido de entrada y salida del
agua a través del dispositivo.
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La figura 5 muestra el dispositivo de rotación
y balanceo con un tipo de conexión solidaria a la
carcasa. Esta disposición permite que el tubo central, al que en este caso se han acoplado dos codos
de 90◦ , se balancee libremente alrededor de la carcasa, con un cierto ángulo de inclinación regulable
mediante un juego de topes mecánicos. Los surtidores de agua, tal como se muestra en la figura,
se balancean en el mismo plano. Las flechas de
dirección circulares muestran que se trata de una
rotación de vaivén. Las flechas lineales muestran
el sentido de entrada y salida del agua a través
del dispositivo. Nótese cómo un pequeño cambio respecto al dibujo anterior produce un efecto
estético completamente distinto.
Para facilitar la comprensión y simplificar en
lo posible los dibujos, en las figuras 2,3 ,4 y 5 se
han suprimido las piezas (2) que impiden que el
tubo (1) y sus cojinetes solidarios se desplacen de
su sitio.
Descripción de una realización favorita
El campo de aplicación del dispositivo mecánico de rotación y balanceo es el de las fuentes
ornamentales, tanto las gobernadas informáticamente como las realizadas mediante técnicas, que
podrı́amos considerar clásicas. En ambas constituirá un elemento dinámico, que efectuará llamativos efectos hidráulicos con figuras de agua
que girarán o se balancearán libremente en el aire
(dependiendo de la forma de constitución del dispositivo y de su manera de instalación).
En el apartado de descripción del dispositivo
se han explicado varias formas de utilización del
mismo (y eventualmente podrı́an explicarse algunas más), por lo que podrı́amos indicar que no hay
una forma de “utilización favorita”, sino multitud
de ellas. Es precisamente esta polivalencia del dispositivo de rotación y balanceo uno de los motivos
de reivindicación de la presente invención.
Debido a la simetrı́a de su constitución y
a la variedad de formas de rotación y balanceo, ası́ como a su amplia gama de aplicaciones
hidráulicas, hacen que el dispositivo de rotación y
balanceo no tenga una única aplicación especial,
sino una gran cantidad de ellas.
En el apartado anterior se han explicado tanto
las caracterı́sticas especiales del dispositivo como
sus modos de realización, por lo que no aportarı́a
nada nuevo volver a repetir la descripción de una
manera de utilización, que como se ha indicado
no serı́a sino una más entre muchas.
Sin embargo, para destacar alguna utilización
favorita del dispositivo mecánico de rotación y balanceo, se podrı́a indicar que las aplicaciones para
las que se prevé una mayor utilización son las que
comportan figuras de revolución, tales como: molinetes, piruetas de agua, figuras acuáticas de rotación, etc. y también, las que se forman utilizando el dispositivo mecánico como elemento
creador de figuras de balanceo, tales como: marcadores de ritmo, abanicos de agua pendulares,
osciladores de agua, etc.
Interesarı́a también, destacar varios aspectos
referidos a los modos en los que el dispositivo
podrı́a realizarse:
1.- El material de constitución en principio
será acero inoxidable, pero podrı́a eventualmente
estar fabricado en otros materiales igualmente re-
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sistentes al agua, tales como el acero galvanizado,
el PVC, etc.
2.- Las piezas de sujeción (2) ası́ como las partes ası́ como las piezas más expuestas al desgaste
debido a la fricción producida por el rozamiento
entre las piezas, podrı́an estar constituidos por
un material con un bajo ı́ndice de rozamiento, tal
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como podrı́a ser el grafito u otro material de similares caracterı́sticas mecánicas.
3.- El dispositivo de rotación y balanceo podrá
fabricarse en diversos tamaños dependiendo de
las necesidades especı́ficas de la aplicación para
la que vaya a estar destinado.
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REIVINDICACIONES
1. Dispositivo mecánico de rotación y balanceo para efectos hidráulicos especiales caracterizado por estar constituido por dos tubos, dispuestos concéntricamente, a los que se han conectado solidariamente dos pares de cojinetes (un par
a cada tubo), de forma que éstos pueden girar
libremente entre sı́, arrastrando en su rotación,
cada par de cojinetes, al tubo al que son solidarios. En el tubo central, se realizan unos calados,
de manera que el agua que fluye a través del dis-
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positivo, pueda pasar desde la parte interior a la
exterior del tubo central y viceversa.
2. Dispositivo mecánico de rotación y balanceo para efectos hidráulicos especiales caracterizado por una simetrı́a de constitución tal
que le permite ser instalado de distintas maneras,
creando con cada forma de instalación, una variedad de efectos hidráulicos distintos de rotación y
balanceo entre los que podrı́amos citar: molinetes
y piruetas de agua, marcadores de ritmo, abanicos pendulares, figuras acuáticas de revolución,
etc.
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kES 2 193 802
kN. solicitud: 200001592
kFecha de presentación de la solicitud: 27.06.2000
kFecha de prioridad:
OFICINA ESPAÑOLA
DE PATENTES Y MARCAS
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ESPAÑA
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◦
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INFORME SOBRE EL ESTADO DE LA TECNICA
k
51 Int. Cl.7 :
B05B 17/08, 3/06
DOCUMENTOS RELEVANTES
Categorı́a
Documentos citados
Reivindicaciones
afectadas
X
ES 429695 A (CARRETERO) 01.10.1976, todo el documento.
1,2
X
US 4030513 A (McKENZIE) 21.06.1977, todo el documento.
1,2
X
US 4697740 A (IVY) 06.10.1987, columna 4; figuras 1-6.
1,2
X
US 3941154 A (BISHOP) 02.03.1976, columna 5; figuras 5-7.
1,2
Categorı́a de los documentos citados
X: de particular relevancia
O: referido a divulgación no escrita
Y: de particular relevancia combinado con otro/s de la
P: publicado entre la fecha de prioridad y la de presentación
misma categorı́a
A: refleja el estado de la técnica
de la solicitud
E: documento anterior, pero publicado después de la fecha
de presentación de la solicitud
El presente informe ha sido realizado
× para todas las reivindicaciones
Fecha de realización del informe
30.09.2003
para las reivindicaciones n◦ :
Examinador
L. Dueñas Campo
Página
1/1