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"Mécanisme pour la transformation d'un mouvement de rotation uni- forme en un mouvement à vitesse variable"
La présente invention concerne un mécanisme pour transformer un mouvement de rotation uniforme en un mouvement périodique dont la vitesse au cours d'un oyole croit e décroît de façon continue , passant par conséquent par un maximum et par un minimum.
Un autre but de l'invention est d'obtenir, par un tel mécanisme, un mouvement dans lequel la vitesse décroît et croit périodiquement en passant par un minimum de valeur nulle.
Un autre but de l'invention est de réaliser un mouvement de ro- tation répondant à l'une ou l'autre des conditions précédentes, dans lequel la position angulaire de l'arbre de sortie dans laquelle la vitesse passe par un maximum ou un minimum est variable arbitrai- rement pendant la marcha .
Un autre but de l'invention est de réaliser un mouvement ré- pondant à l'une ou l'autre des conditions précédentes, dans lesquel
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n peut en outre augmenter ou diminuer l'écart angulaire qui sé- pare deux passages de l'arbre de sortie à la vitesse maximum et respectivement à la vitesse minimum.
D'autres particularités de l'invention apparaîtront au cours . de la description qui suit, illustrée par le dessin annexé dans lequel :
La figure 1 montre sohématiquement le principe de l'invention.
La figure 2 est une variante de la figure 1 .
La figure 3 montre schématiquement le prinoipe de l'invention dans son application à la; réalisation d'un mouvement dans lequel, au cours d'une rotation de l'arbre de 'sortie, la vitesse décroît usqu'à s'annuler pour croître ensuite .
Les figures 4 et 5 sont des variantes de la figure 3.
La figure 6 montre en variante un schéma du principe d'un autre mode de réalisation .
La figure 7 montre une forme de réalisation de l'invention comportant des moyens pour modifier l'écart angulaire)entré deux passages de l'arbre de sortie à la vitesse nulle .
La figure 8 montre une formé de.réalisation de l'invention comportant des moyens pour modifier'arbitrairement, l'écart angu- ' .laire entre deux passages de l'arbre de sortie à la vitesse nulle et, pour un éoart donné, modifier arbitrairement les positions angulaires de vitesse nulle de l'arbre de sortie , La figure 9 montre une forme d'exécution industrielle d'un mécanisme selon ' l'invention . ' ' '
En référence à la figure/1 :
1.' arbre moteur est l'arbre 1 supposé entraineen.-rotation uni- forme par un mécanisme moteur attaquant le pignon 2 solidaire . de l'arbre 1. L'arbre moteur 1 tourillonne autour d'un arbre 3, supposé fixe pour le moment, lequel cet solidaire d'une roue den- tée 4 avec laquelle engrené un pignon 5 'tournant librement autour d'un maneton 6 porté par un bras 7 solidaire ce l'arbre moteur 1.
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Le pignon 5 porte un Gianeton eJÇc\3ntré 8 enga6é lan.3 ur 1jssièrE: -ra3,-ble 9 portée par un bras 10 solidaire le 1 :rbre dt sortie 1101 Si l'arbre 1 et par conséquent le bras 7 tUIrn,el1t à une vitesse uniforme, le satellite 5 tourne sur lui-même et autour de la roue 4 et lemaneton C entraîne le bras 10 dans une relation à vitesse variable périodiquement entre un maximum correspondant à la posi- tion du maneton 8 dans la glissière 9 représentée à la figure 1 et un minimum correspondant à la position opposée dans la glissière,
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c'est-à-dire quand le satellite 5 a tourné dL, c l.F'0 par rapport à la glissière 9.
On oonçoit que si l'on décale la position de l'arbre 3 par rap-
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riort à un plan de référence, passant par son axe, par exemple le p,lan -le la fi.sure, on fait varier la position angulI.A.:r1;; du bras 10 pour laquelle sa vitesse est maximum et respectivement minimum.
On conçoit également que si, par un moyen quelconque, on im- prime µ l'arbre un mouvement de rotation autour de son axe, on pourra faire varier les intervalles entre deux maxima ou minima .consécutifs. A cet effet on peut utiliser tout moyen connu tel que
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oumes u,.ubîellagey croix de Malte, etc ...
On nia pas préoisé jusqu'h présent les positions relatives (le l'arbre 3 et de l'arbre Il Au lieu d'être duno le prolongement l'un '11.1 l'autrt1, oomme roprésenté sur la là il!'! 1Jou,l'raient tttre décalés l'un par rap20rt à l'autre. Il en résulterait encore un jécla3e entre deux maxima ou minima Liuooetimifs et des maxima (ou gij niai) [,,',.oOtH1Isi:f'e pourra ent avoir' des valeurs r1il.'fÓr:nntCJa . xi l'exot.1ntr,'ltion était asaeg grande le mouvement de l'arbre 11 JtC'lu,':z.'l..i t devenir un souvataent alternatif .
La liAfjire 9 n'est pas OblidfJ.to1.r(jUlént rootïl4.jnae Mio pt'ut affûter toute forme voulue pour xe,lic4,r t)IJ.tt: trc loi due vurintion de vitras ,le l'arbre 11.
J11t P',.1,'t Tl0si 6tre re,rp'l.o par une /.;I.\'I.trl l'iniMun .n,J1Yilo
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entre le satellite 5 et le bras 10, par exemple une bielle 12, comme représenté sur la figure 2, articulée en 13 sur le bras 10 et en 8 sur le satellite 5
Si on se reporte à nouveau à la figure 1, on voit que la vitesse minima de l'arbre de sortie -deviendrait nulle si l'axe du maneton 8, dans aa position la plus rapprochée de l'arbre 3, se confondait avec une des génératrices du cylindre primitif de la denture du pignon 4,
Ce résultat peut être obtenu (fig.3) en fixant le maneton 8 non plus sur le voile du satellite 5 mais sur une extension latérale 14 permettant de faire coïncider l'axe du maneton 8 aveo une génératrice primitive du satellite 5 qui vient elle-même coïncider périodiquement aveo une génératrice primitive du pignon 4.
Si l'on plaçait l'axe du maneton 8 à l'extérieur du cylindre pri- mitif de la denture du pignon 5, le mouvement de l'arbre entraîné 11 comporterait des rebroussements passagers
La solution du maneton en porte-à-faux représentée sur les fi- gures 1 et 3 est peu mécanique et oonduit à donner au palier du sa- tellite une grande longueur ou à le doubler . pour éviter ce porte-à-faux on peut recourir à l'une ou l'autre des solutions suivantes!!
Sur la figure 4 qui correspond à la figure 3, la maneton 8 est supporté par ses deux extrémités comme dans un vilebrequin, son ex- trémité libre étant maintenant solidaire d'une manivelle tournant avec le satellite 5 autour de son axe.
La figure 5 montre une autre solution dans laquelle le satellite 5 est dédoublé par une pièce 5a symétrique, mais se comporte en réa- lité comme un satellite unique, la maneton 8 étant commun aux deux et¯engrener satellites. 1 La pièce 5a peut portor une denture fonctionnellement av@@ un planétaire identique au planétaire 4
Le mécanisme selon l'invention permet dons d'obtenir des arréts instantanés ou même des inversions du sens de marche de l'arbre on-
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traîne sans avoir reoours à l'action différentielle de -la rotation de la roue 4, action qui, comme on sait, est inéluctablement grevée d'un très mauvais rendement .
L'invention ne se borne pas au mécanisme et à ses variantes, tels qu'ils viennent d'être décrits. C'est ainsi, par exemple, que le train d'engrenage planétaire-satellite, au lieu d'être épicycloïdal peut être hypooyoloidal . -
Sur la figura 6, les éléments communs à, ceux de la figure 3 por- tent les mêmes références . loi le bras 7 est devenu un porte-satellite libre, c'est-à-dire pouvant tourner librement autour de l'arbre 3. Il a pour unique fonction de maintenir le centrage, c'est-à-dire la distance constante entre l'axe du maneton 6 et l'axe de l'arbre 3. Le corps 15 porte une denture intérieure 16 qui engrène aveo le satellite 5.
Dans cette disposition, l'arbre 17 portant une denture 18 peut servir 4'arbre moteur à vitesse constante et l'arbre 3 permet alors, comme précédem- ment, de décaler le planétaire 4 pour obtenir les ralentissements, arrêts ou rebroussements du'sens de Marche de l'arbre entraîné Il*
Toutefois, il y a lieu de remarquer que les fonctions des arbres 3 et 17 pourraient être inversées , C'est dans ce cas que le système devient hypocycloïdal et que les ralentissements, arrêts ou rebrous- sements du bras 10 comportant la glissière 9 ont lieu lorsque le maneton 8 est le plus éloigné de l'axe' .
Comme on l'a indiqué pour chacun des exemples décrits, on peut, en faisant, au cours d'un cycle, varierdans un sens ou dans l'au- tre la position angulaire du. planétaire supposé primitivement fixe, augmenter ou diminuer les écarts angulaires qui séparent deux maxi- ma ou minima de vitesse consécutifs .
Cette modification de la position angulaire du :planétaire peut être obtenue en imprimant à ce planétaire un mouvement de rotation soit uniforme mais très lent par rapport au mouvement moteur, soit à vitesse variable mais toujours dans le même aens On peut toute-
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fois également imprimer au planétaire un mouvement de va et vient, les valeurs absolues des déplacements angulaires effectués entre les inversions consécutives pouvant être égales ou inégales. En par- ticulier, le mouvement de va et vient peut *être tel que le plané- taire revienne oyoliquement toujours à: la même position après un nombre déterminé de va et vient.
Il peut 'être également tel que la position du planétaire à la fin de chaque oyole se trouve décalée . ; par rapport à. la position qu'il avait au début du cycle, de sorte que' le déplacement moyen du planétaire dans le temps est une progression , angulaire à, vitesse moyenne constante. Enfin, la position angulaire du planétaire peut être modifiée à, la main d'aune façon arbitraire .
Si on se reporte au schéma de principe de la figure 3, par ex- emple, on peut obtenir un écart angulaire plus oonsidérable des po- sitions d'arrêt si, entre deux temps d'arrêt, on décale le pla- nétaire 4 d'un certain angle dans le sens du mouvement du bras 7 .
.Ce mouvement peut être obtenu en imprimant, à partir de l'arbre moteur, à Marbre 3 portant le planétaire, un mouvement de rotation en sens unique mais régulièrement interrompu. Cette condition peut être réal,isée par tout moyen oonnu .
Un dispositif réalisant cette condition est représenté, à titre d'exemple, par la figure 7 dans laquelle le mécanisme représenté sur la figure 3 est complété comme suit 1 un pignon 2a, entraîné. par le moteur M, attaque le pignon 2 tandis qu'un dispositif à croix de Malte est intercalé entre l'arbre moteur et l'arbre 3. La oroix de Malte est constituée ici par un plateau Pl, calé sur l'ar- bre 3, présentant des échancrures E régulièrement espacées, dans lesquelles s'engagent des doigts D portés par un-plateau P2 soli @ai- re de l'arbre du moteur M.
Quand un doigt D est engagé dans une échancrure.3 , l'arbre 3 tourne dans le même sens que le bras 7, mais il s'arrête quand le doigt D quitte l'éohanorure jusqu'à ce que le bras suivant s'engage dans l'échancrure suivante . La croix de Malte est calée de telle
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manière que le temps d'arrêt de l'arbre 3 encadre 1'instant où l'ar- bre de sortie 11 s'arrête .
Un dispositif analogue pourrait être adjoint à celui de la figure
6 pour décaler temporairement soit le pignon 4 soit la roue 15, se- lon que l'un ou l'autre constitue le planétaire supposé préalablement immobile .
Selon une autre caractéristique importante de l'invention, le mouvement de déoalage du planétaire est obtenu, non plue à partir de l'arbre moteur, mais à partir de l'arbre ou de l'organe mené .
On remarque ce fait important que dans ce cas le mouvement du pla- nétaire qui produit le décalage s'arrête obligatoirement en même tempe que le corps mené, mtme si le mécanisme qui entraine le pignon'de dé- calage ne comporte pas de points morts .
Si l'on revient maintenant au mécanisme représenté schématique-' ment par les figures 1, 2, 3 ou 6, en supposant le planétaire immo- bile les minima ou les arrêts de vitesse du corps mené se produisent) des positions invariables si les diamètres du ou des satellites et du planétaire sont dans un rapport simple, par exemple il se produit 'un arrêt, en une position fixe, par révolution du porte-satellite si le ou les satellites ont un diamètre égal à oelui du planétaire .
Dans la pratique on peut désirer qu'il se produise seulement un ar- rêt par exemple toutes les dix révolutions du porte-satellites . Cet- te condition exigerait des satellites d'un diamètre dix fois plus grand que celui du planétaire - ou l'interposition de trains'd'en- grenages compliqués. -On peut éviter ces difficultés en donnant au planétaire un mouvement de rotation lent dans le même sens que le porte-satellites. @ans ce cas, il convient de commander la rotation du planétairepar le corps mené . ;
Dans les paragraphes qui précèdent on vient de donner, d'une part, un moyen de décaler arbitrairement ,et en marche les positions angu- laires de passage de l'ambre de sortie à la position de vitesse mini- ma ou nulle, et, d'autre part, un moyen d'augmenter (ou de diminuer)
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systématiquement et par construction les écarts angulaire? de passa- ge ehtre deux positions de vitesse minima ou nulle .
On peut combiner ces deux moyens dans un mécanisme représenté, à titre d'exemple non limitatif, par la figure 8, dans sa forme de réalisation la plus simple .
Sur le dessin, les organes déjà mentionnés portent les mêmes références que précédemment. Un moteur M entraîne, par le moyen d'un pignon 7a, le porte-satellite 7 avec son satellite 5 dont le maneton 8 coulisse dans la glissière 9 solidaire de l'arbre de sor- tie 11, tandis que le satellite tourne autour du planétaire 4. celui. oi est maintenant solidaire d'un porte-satellites seoondaire 18 portant un ou plusieurs satellites 19 engrenant d'une part avec un pignon 20 olaveté sur l'arbre de sortie 11, et d'autre part avec un plateau 21 à denture intérieure, lequel peut être immobilise d'une manière quelconque, par exemple en rendant fixe un levier 22 sali- d aire de ce plateau .
Le plateau 21 étant fixe, le pignon 20 com- munique aux satellites 19 un mouvement hypocycloïdal par rapport au plateau 21, et les arbres 23 des satellites secondaires entra!- nant le porte-satellites secondaire 18 et, par suite, le planétaire 4 dans le même sens que le porte-satellite primaire , On a donc réalise ainsi la premibre condition, soit de réaliser un écart an- gulaire entre deux passages de l'arbre de sortio à la vitesse nulle, plus grand que si ce nouveau dispositif n'avait pas été adjoint .
Si maintenant on décale le levier 22 par rapport à sa position initiale, on décale en marne temps la position angulaire que pren- dra l'arbre de sortie 11 à son prochain arrêt.
Le levier 22 ou le corps 21 pourraient être entraînés à partir de l'arbre 11 par l'intermédiaire d'une came (ou autre dispositif équivalent) en vue d'obtenir des décalages arbitrairement choisis, mais se répétant dans un ordre voulu .
Le dispositif nouveau ainsi adjoint au premier peut être appe- lé un "mélangeur de vitesses". Il peut être constitué par n'imper-
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te quel mécanisme à planétaires et satellites . On peut, par ex- emple utiliser un différentiel --l'automobile . Les trois 'éléments du mélangeur sont interversibles quant à leur rôle, quitte à ajou- ter, s'il y a lieu, un renvoi d'inversion du sens de rotation de l'élément mène .
Suivant une autre variante, le dispositif que l'on adjoint au premier est constitué'par une boite de vitesses intercalée entre l'arbre ,de sortie 11 du mécanisme principal et son planétaire 4.
De cette façon à chaque rapport de vitessesde la botte correspond un certain rapport de vitesses entre arbre de sortie et planétaire, donc aussi un certain espacement ertrc eux arrêta, ralentissements ou rebroussements successifs .
On décrit maintenant, à titre 3'exemple non limitatif, en se référant à la figure 9, une forme de réalisation industrielle d'un mécanisme dont le principe à été représenté par la figure 6, méoa- nisme qui fonctionne selon la variante dans laquelle l'arbre 3 est l'arbre moteur tandis que la pièce 15 et son arbre 17'reçoivent les mouvements autour de.son axe qui permettent de modifier les écarta angulaires entre les positions de vitesse minima qui ioi sont des arrêts instantanés .
Dans cette forme de réalisation on a, pour éviter/les efforts en porte à faux, double, symétriquement par rapport à un plan per- pendiculaire à l'axe prfncipal de rotation-, le planétaire et le satellite, deux satellites symétriques formant une paire dont le maneton est commun, 1'ensemble constituant en quelque sorte un vilebrequin dont l'axe est oelui de la paire de satellites
En outre, dans un but 'l'équilibrage, le système comporte deux ou plusieurs paires le satellites également réparties autour de l'axe des planétaires. Le bras 9 est maintenant constitué par une pièce 119 qui comporte autant de glissières qu'il y a de paires de satellites.
On suppose ici que oelles-oi sont au nombre de deux); les deux glissières sont alors tans le prolongement l'une de l'au-
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tre. le bâti de l'appareil comporte deux flasques 100, convenable- ment entretoiséa, et deux paliers 101 traversés par un arbre 102
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qui reçoit un mouvement de rotation uniforme au moyen d'un pignon
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à ohaine 102a Cet arbre 102 transmet son mouvement à un arbre
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oreux(en deux parties) 103, par l'intermédiaire de deux paires d'engrenages 104-105. L'arbre creux 103 tourillonne autour de
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deux bagues 106 fixées dans les paliers 107 .du bâti . A l'inté- rieur de l'arbre oraux 103 est un arbre 108 qui peut tourner danii les coussinote formée par les bagges 106.
Suy o et arbre 108 tou- sillonnent les bagues 109, surj la surface extérieure deequel,ea est centré l'arbre creux en deux pièqen 103. celui-oi porte deux 'Pignons 110. Chacun d'eux engrené avec--= des aatellitéé 111 de chaque paire de satellites dont les arbres 112 tourilloanent daru des paliers 113 fixés dans le porte-satellites 114p lequel totasne .librement autour de l'arbre 103 Le pow%e-saBeili%és"ll4' eiB en deux parties convenablement entretoindon Deux satellites d'une même paire sont révnia par un maneton commun 115 dont l'axe 116 oei, par oona truc tien, con6ndu avec une génératrice du cylindre primitif de la .denture du satellîte.0 Le maneton z.15 s'tit logé dans un couliaBetU 117 en deux pièces assemblées de section rectangulaire, laquai ooulient dana la glissiére 118 pratiquée dana la pièce 119.
0àll>çi est rendue solidaire de l'arbre 108 par une clavette ou des aannelurea oor., yeapondantea réalisées eur ces deux orgesea , La, pièce 1k9 dans laquelle eonrat9.que les gliaaierea 118, qui eeeupe le plan médian de leappareils les matellitent et le pQte-aatelliteaaont, 10848 dans un carter 120, portant une double denture ïntdrieüre 121 qui fo=e avec les satellites un train hypaoyaloïdal . Le car- ter 120 conatltue iai le glaaétâife du mduanistât. Il est formé de deux coquilles Ma@mM.ee8 par boulons ?le part ot diantre d'une couronne 122 qui prênente un a.d9g 1Ë3 , Ze onotionnen de l'appareil *et le sulvant
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T E. carter étant sli .pp,os4. tout d'aboi im1o-Iltsé., le loi.j"1..J.t.
1±2a iavlkiàe, par 1"int.riaire "Ie:3 carénages 104,105j un m;;mveraent 1 ; .;1(" t8.liiOll l\II!I'3.il.forme à l'arbru 103 et Mux pliions lloa JJ8-S satellites 111 e^ce,tent alors un mouvement hy,ae,y.oïal, par rapport â la entuite 1.71l..ot11e 121 1,.t carter 120; les manetons .1 entrain,en% le plëoe 119, l'arbre 1?il tt le pignon 124 mont en bout die oelui-ol, tans un mouvement de rotation à variation pé- rio'ag,uf1, dar4s lequel la vitesse s'annule sans '#lb!.aa:u...ger. "1(. c,tne .chaque fols que les manetons 115 de-i satellites ao trouvent à la il1s'tanoe la plut:1 grande lr; l'axe central 125 .
Tant que le carter est immobile, le temps qui s'éooule entre deux arrêts auooeasifs de l'arbre 108 reste oonqtant, ainsi que l'angle qui sépare deux arrêta suoo ee sifs . Mais, si l'on décale
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la position du oarter autour d.e son axe, oe temps et cet angle se
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trouv,ent ehen6és pour l'arrêt ,,a, su,it cette intervention. L'aie- sage z.23 est prévu à cet effet .
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On remarquera que l'on peut inverser le rôle du carter et de
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l'arbre 103' Dans ce cas, le carter pat entraîné , vitesse oonstantr,
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par exemple par un pignon moteur attaquant une roue dentée rempla-
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gant la couronne 122 et, par le pignon 102.1 et les engrenages 104y 105 en imprime à l'arbre 103 les mouvements modificateurs des po- eiLiona angulaires de vitesse nulle et des intervalles 40 tàiupa entre deux avrgta , On observera que, lana ose cas, les moments de vitesse nulle oorreApox<1 % à, la position des manotono 115 re- présentée sur la !1re, c'est-à-dire la plus rapprochée de l'axe
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général 125, le mouvement den manetons 115 étant maintenant épioy-
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0101';
11.\1 .
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Bien entendu l'appareil qui vent d'être décrit peut subir,
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sana s'aartdx de l'invention, ivexeaa mO/1ifioat1ona ofinx%rao%1-
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ves .
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C'cat ainsi que, dans l'hypothéoc où le carter reçoit le mouve-
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ment d'entraînement uniforme, on peut supprimer la denture inté- rieure 121 du carter 120 et solidariser le porte-satellites 114. aveo ce carter ; les entretoises réunissant les deux moitiés du porte-satellites (non visibles sur la figure 9) peuvent alors être supprimées .
'On pourrait encore procéder à une autre modification qui oon- sisterait, au contraire, à supprimer les pignons 110 et à solida- riser le porte-satellites avec l'arbre creux 103 .
Tous les mécanismes qui viennent d'être décrits transforment un mouvement de rotation, en prinoipe uniforme, en un mouvement de rotation périodique dont la vitesse passe par un maximum et un le minimum minimum/pouvant être nul ou négatif
Il y a lieu de remarquer que, sans sortir du cadre de l'inven- tion, le mouvement de sortie n'est pas obligatoirement un mouvement rotatif .
Dans le cas le plus général, la glissière de la figure 1, au lieu d'être solidaire d'un arbre de rotation, peut l'être d'une pièce constitutive de n'importe quel mécanisme connu en soi, rota- tif ou non, à seuls condition que les/dimensions de la glissière ainsi que son champ de mobilité permettent les mouvements néces- saires du maneton 8 ,
La présente invention supplique d'une manière particulièrement favorable à tous les mécanismes dans lesquels des entraînements mu- tuels de pièces sont établis ou rompue en marohe, de même que dans les mécanismes entraînant un attelage mobile qui doit être arrêté contre une butée,
alors que le mécanisme doit continuer sa course.
Dans oe dernier cas, si l'on incorpore au mécanisme entraîneur un dispositif selon l'invention, l'entraînement peut être ralenti, in- terrompu et repris sans aucun choc ,
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"Mechanism for transforming a uniform rotational movement into a variable speed movement"
The present invention relates to a mechanism for transforming a uniform rotational motion into a periodic motion the speed of which during an oyole increases and decreases continuously, therefore passing through a maximum and a minimum.
Another object of the invention is to obtain, by such a mechanism, a movement in which the speed decreases and increases periodically while passing through a minimum of zero value.
Another object of the invention is to achieve a rotational movement meeting one or other of the preceding conditions, in which the angular position of the output shaft in which the speed passes through a maximum or a maximum. minimum is variable arbitrarily during the march.
Another object of the invention is to achieve a movement corresponding to one or other of the preceding conditions, in which
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n can also increase or decrease the angular deviation which separates two passages of the output shaft at maximum speed and respectively at minimum speed.
Other features of the invention will become apparent in the course of the course. of the following description, illustrated by the appended drawing in which:
Figure 1 shows schematically the principle of the invention.
Figure 2 is a variant of Figure 1.
Figure 3 shows schematically the principle of the invention in its application to; performing a movement in which, during one rotation of the output shaft, the speed decreases until zero and then increases.
Figures 4 and 5 are variants of Figure 3.
Fig. 6 shows an alternative block diagram of another embodiment.
FIG. 7 shows an embodiment of the invention comprising means for modifying the angular deviation between two passages of the output shaft at zero speed.
FIG. 8 shows a form of embodiment of the invention comprising means for arbitrarily modifying the angular deviation between two passages of the output shaft at zero speed and, for a given range, modifying arbitrarily the zero speed angular positions of the output shaft, FIG. 9 shows an industrial embodiment of a mechanism according to the invention. '' '
With reference to figure / 1:
1. ' motor shaft is the shaft 1 assumed to be uniform in rotation by a motor mechanism driving the integral pinion 2. of shaft 1. Motor shaft 1 is journalled around a shaft 3, assumed to be fixed for the moment, which this is integral with a toothed wheel 4 with which a pinion 5 'is engaged, rotating freely around a crank pin 6 carried by an arm 7 integral with the motor shaft 1.
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The pinion 5 carries a Gianeton eJÇc \ 3ntré 8 enga6é lan.3 ur 1jssièrE: -ra3, -ble 9 carried by an arm 10 integral with the 1: rbre dt output 1101 If the shaft 1 and therefore the arm 7 tUIrn, el1t at a uniform speed, the satellite 5 rotates on itself and around the wheel 4 and the crankpin C drives the arm 10 in a relationship at variable speed periodically between a maximum corresponding to the position of the crankpin 8 in the slide 9 shown in Figure 1 and a minimum corresponding to the opposite position in the slide,
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that is to say when the satellite 5 has turned dL, c l.F'0 with respect to the slide 9.
We can see that if we shift the position of shaft 3 in relation to
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riort to a reference plane, passing through its axis, for example the p, lan -le the fi.sure, the position angulI.A.:r1 is varied ;; of the arm 10 for which its speed is maximum and respectively minimum.
It will also be understood that if, by any means whatsoever, the shaft is imprinted with a rotational movement around its axis, the intervals between two consecutive maxima or minima can be varied. For this purpose we can use any known means such as
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oumes u, .ubîellagey Maltese cross, etc ...
Until now, we have not anticipated the relative positions (the tree 3 and the tree II Instead of being duno the extension one '11 .1 the other1, as represented on the there it! '! 1Jou , it would be shifted one with respect to the other. This would still result in a jecla3e between two maxima or minima Liuooetimifs and maxima (or gij niai) [,, ',. oOtH1Isi: f'e could ent 'values r1il.'fÓr: nntCJa. xi the exot.1ntr,' ltion was asaeg great the movement of the tree 11 JtC'lu, ': z.'l..it become an alternate souvataent.
LiAfjire 9 is not OblidfJ.to1.r (jUlént rootïl4.jnae Mio could sharpen any desired shape for xe, lic4, r t) IJ.tt: trc loi due vurintion de vitras, the tree 11.
J11t P ',. 1,' t Tl0si 6tre re, rp'l.o by a /.;I.\'I.trl iniMun .n, J1Yilo
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between the satellite 5 and the arm 10, for example a connecting rod 12, as shown in FIG. 2, articulated at 13 on the arm 10 and at 8 on the satellite 5
If we refer again to Figure 1, we see that the minimum speed of the output shaft - would become zero if the axis of the crankpin 8, in aa position closest to the shaft 3, merges with a the generators of the primitive cylinder of the teeth of pinion 4,
This result can be obtained (fig. 3) by fixing the crankpin 8 no longer on the sail of the satellite 5 but on a lateral extension 14 making it possible to make the axis of the crankpin 8 coincide with a primitive generator of the satellite 5 which comes itself. even periodically coincide with a primitive generator of pinion 4.
If the axis of the crankpin 8 were placed outside the primary cylinder of the teeth of the pinion 5, the movement of the driven shaft 11 would include temporary cusps.
The cantilever crankpin solution shown in Figures 1 and 3 is not very mechanical and leads to giving the bearing of the satellite a great length or to doubling it. to avoid this overhang, one or the other of the following solutions can be used !!
In FIG. 4 which corresponds to FIG. 3, the crank pin 8 is supported by its two ends as in a crankshaft, its free end now being integral with a crank rotating with the satellite 5 around its axis.
FIG. 5 shows another solution in which the satellite 5 is split by a symmetrical part 5a, but in reality behaves like a single satellite, the crankpin 8 being common to the two and meshing satellites. 1 The part 5a can be functionally toothed with a sun gear identical to the sun gear 4
The mechanism according to the invention makes it possible to obtain instantaneous stops or even reversals of the direction of travel of the shaft.
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drags without having returned to the differential action of the rotation of the wheel 4, an action which, as we know, is inevitably burdened with very poor performance.
The invention is not limited to the mechanism and its variants, as they have just been described. This is how, for example, the planetary-satellite gear train, instead of being epicyclic, can be hypooyoloidal. -
In FIG. 6, the elements common to those of FIG. 3 bear the same references. Act the arm 7 has become a free planet carrier, that is to say that it can rotate freely around the shaft 3. Its sole function is to maintain the centering, that is to say the constant distance between the axis of the crankpin 6 and the axis of the shaft 3. The body 15 carries an internal toothing 16 which meshes with the satellite 5.
In this arrangement, the shaft 17 bearing teeth 18 can serve as the motor shaft at constant speed and the shaft 3 then makes it possible, as before, to shift the sun gear 4 in order to obtain the slowing down, stopping or turning back. of the driven shaft It *
However, it should be noted that the functions of shafts 3 and 17 could be reversed. It is in this case that the system becomes hypocycloidal and that the slowing down, stopping or reversing of the arm 10 comprising the slide 9 takes place. when the crankpin 8 is furthest from the axis'.
As has been indicated for each of the examples described, it is possible, by making, during a cycle, to vary in one direction or in the other the angular position of. planetary originally supposed to be fixed, increase or decrease the angular deviations which separate two consecutive maximum or minimum speeds.
This modification of the angular position of the planetary can be obtained by imparting to this planetary a rotational movement that is either uniform but very slow in relation to the motor movement, or at variable speed but always in the same way.
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also print a back and forth movement on the planetary, the absolute values of the angular displacements carried out between the consecutive inversions being able to be equal or unequal. In particular, the back and forth movement may be such that the planetary oyolically always returns to the same position after a determined number of back and forth.
It may also be such that the position of the sun gear at the end of each oyole is offset. ; compared to. the position it had at the start of the cycle, so that the average displacement of the planetary in time is a progression, angular at, constant average speed. Finally, the angular position of the planetary can be changed by hand in an arbitrary manner.
If we refer to the schematic diagram of figure 3, for example, we can obtain a more oonsiderable angular deviation of the stop positions if, between two stopping times, we shift the planetary 4 d 'a certain angle in the direction of movement of the arm 7.
This movement can be obtained by imparting, from the motor shaft, to Marble 3 carrying the planetary, a one-way rotational movement but regularly interrupted. This condition can be realized by any known means.
A device fulfilling this condition is shown, by way of example, in Figure 7 in which the mechanism shown in Figure 3 is completed as follows: 1 a driven pinion 2a. by the motor M, attacks the pinion 2 while a Maltese cross device is interposed between the motor shaft and the shaft 3. The Maltese oroix is constituted here by a plate Pl, wedged on the shaft 3, presenting regularly spaced notches E, in which engage fingers D carried by a solid plate P2 of the motor shaft M.
When finger D is engaged in a notch. 3, shaft 3 rotates in the same direction as arm 7, but stops when finger D leaves the notch until the next arm engages in the following indentation. The Maltese cross is wedged so
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so that the stopping time of the shaft 3 encompasses the instant when the output shaft 11 stops.
A similar device could be added to that of figure
6 to temporarily shift either pinion 4 or wheel 15, depending on whether one or the other constitutes the sun gear previously assumed to be stationary.
According to another important characteristic of the invention, the offset movement of the sun gear is obtained, not from the motor shaft, but from the shaft or from the driven member.
We note this important fact that in this case the movement of the planetary gear which produces the offset necessarily stops at the same time as the driven body, even if the mechanism which drives the offset pinion does not include dead points. .
If we now return to the mechanism shown schematically by Figures 1, 2, 3 or 6, assuming the planetary stationary the minima or stops in the speed of the driven body occur) invariable positions if the diameters of the satellite (s) and the planetary are in a simple relationship, for example there is a stop, in a fixed position, by revolution of the planet carrier if the planet (s) have a diameter equal to that of the planetary.
In practice, it may be desirable for only one stop to occur, for example every ten revolutions of the planet carrier. This condition would require satellites ten times the diameter of the planetary - or the interposition of complicated gear trains. -We can avoid these difficulties by giving the planetary a slow rotational movement in the same direction as the planet carrier. @in this case, it is advisable to control the rotation of the planetary by the driven body. ;
In the preceding paragraphs we have just given, on the one hand, a means of arbitrarily shifting, and in operation the angular positions of passage of the output amber to the position of minimum or zero speed, and, on the other hand, a way to increase (or decrease)
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systematically and by construction the angular deviations? change between two positions of minimum or zero speed.
These two means can be combined in a mechanism shown, by way of nonlimiting example, in FIG. 8, in its simplest embodiment.
In the drawing, the bodies already mentioned bear the same references as above. A motor M drives, by means of a pinion 7a, the planet carrier 7 with its planet gear 5, the crank pin 8 of which slides in the slide 9 integral with the output shaft 11, while the planet gear turns around the planet gear. planetary 4. that. oi is now integral with a second planet carrier 18 carrying one or more planet wheels 19 meshing on the one hand with a pinion 20 on the output shaft 11, and on the other hand with a plate 21 with internal teeth, which can be immobilized in any way, for example by fixing a lever 22 of this plate.
The plate 21 being fixed, the pinion 20 communicates to the planets 19 a hypocycloidal movement relative to the plate 21, and the shafts 23 of the secondary planets drive the secondary planet carrier 18 and, consequently, the planetary 4 in the same direction as the primary planet carrier. The first condition has thus been fulfilled, namely to achieve an angular difference between two passages of the output shaft at zero speed, greater than if this new device is not had not been deputy.
If the lever 22 is now shifted relative to its initial position, the angular position which the output shaft 11 will take on its next stop is shifted in time.
The lever 22 or the body 21 could be driven from the shaft 11 via a cam (or other equivalent device) in order to obtain offsets arbitrarily chosen, but repeating in a desired order.
The new device thus added to the first can be called a "speed mixer". It can be constituted by any imper-
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te what mechanism to planets and satellites. One can, for example, use a differential - the automobile. The three elements of the mixer are interchangeable as to their role, even if it means adding, if necessary, a reversal of the direction of rotation of the element leads.
According to another variant, the device which is added to the first one consists of a gearbox interposed between the output shaft 11 of the main mechanism and its sun gear 4.
In this way, each gear ratio of the boot corresponds to a certain gear ratio between the output shaft and the sun gear, so also a certain spacing between them stopped, slowdowns or successive reversals.
There will now be described, by way of non-limiting example, with reference to FIG. 9, an industrial embodiment of a mechanism whose principle has been represented by FIG. 6, a mechanism which operates according to the variant in which the shaft 3 is the motor shaft while the part 15 and its shaft 17'reeceive the movements around de.son axis which make it possible to modify the angular distances between the minimum speed positions which ioi are instantaneous stops.
In this embodiment we have, to avoid / the cantilevered forces, double, symmetrically with respect to a plane perpendicular to the main axis of rotation, the sun gear and the satellite, two symmetrical satellites forming a pair. the crankpin of which is common, the assembly constituting in a way a crankshaft whose axis is oelui of the pair of satellites
Furthermore, for the purpose of balancing, the system comprises two or more pairs of the satellites equally distributed around the axis of the planetary. The arm 9 is now formed by a part 119 which has as many slides as there are pairs of satellites.
It is assumed here that oelles-oi are two in number); the two slides are then tans the extension of one of the other
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be. the frame of the apparatus comprises two flanges 100, suitably braced, and two bearings 101 traversed by a shaft 102
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which receives a uniform rotational movement by means of a pinion
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to ohaine 102a This shaft 102 transmits its movement to a shaft
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oreux (in two parts) 103, via two pairs of gears 104-105. The hollow shaft 103 is journaled around
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two rings 106 fixed in the bearings 107 .du frame. Inside the oral shaft 103 is a shaft 108 which can rotate in the cushions formed by the bags 106.
Suy o and shaft 108 twist the rings 109, on the outer surface of which, ea is centered the hollow shaft in two pieces 103. this one carries two 'Pinions 110. Each of them meshed with - = aatellitéé 111 of each pair of satellites whose shafts 112 turn from bearings 113 fixed in the planet carrier 114p which freely rounds the shaft 103 The pow% e-saBeili% és "ll4 'eiB in two parts suitably spaced apart Two satellites of the same pair are revnia by a common crank pin 115 whose axis 116 oei, by one thing yours, connected with a generator of the primitive cylinder of the toothing of the satellite. 0 The crank pin z.15 was housed in a couliaBetU 117 in two assembled pieces of rectangular section, lacquered or in slide 118 made in room 119.
0àll> çi is made integral with the shaft 108 by a key or aannelurea oor., Yeapondantea carried out in these two barley, La, piece 1k9 in which eonrat9.que the gliaaierea 118, which eeupe the median plane of the devices matellitate them and the pQte-aatelliteaaont, 10848 in a casing 120, carrying an internal double toothing 121 which forms a hypaoyaloidal train with the satellites. The housing 120 conatltue iai the glaaétâife of the mduanistât. It is formed of two shells Ma@mM.ee8 by bolts? The part ot diantre of a crown 122 which presents an a.d9g 1Ë3, Ze onotionnen of the apparatus * and the sulvant
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T E. housing being sli .pp, os4. all bark im1o-Iltsé., the law.j "1..J.t.
1 ± 2a iavlkiàe, by 1 "int.riaire" Ie: 3 fairings 104,105j un m ;; mveraent 1; .; 1 ("t8.liiOll l \ II! I'3.il.form to the arbor 103 and Mux pliions lloa JJ8-S satellites 111 e ^ ce, then attempt a hy, ae, y.oïal movement, by report to the entuite 1.71l..ot11e 121 1, .t casing 120; the crankpins .1 drive, in% the plëoe 119, the shaft 1 is tt the pinion 124 mounted at the end of the oelui-ol, in a movement of rotation with variation perio'ag, uf1, dar4s which the speed is canceled without '#lb! .aa: u ... ger. "1 (. c, tne. each fols that the crankpins 115 of-i ao satellites are found at the il1s'tanoe the most: 1 large lr; the central axis 125.
As long as the housing is stationary, the time which elapses between two auooeasifs stops of the shaft 108 remains constant, as well as the angle which separates two suoo ee sive stops. But, if we shift
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the position of the oarter around its axis, this time and this angle
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found, ent ehen6és for the stop, has, known, to this intervention. Aisle z.23 is provided for this purpose.
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Note that we can reverse the role of the housing and
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shaft 103 'In this case, the driven housing pat, speed oonstantr,
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for example by a motor pinion driving a toothed wheel replaced
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glove the crown 122 and, by the pinion 102.1 and the gears 104y 105 prints to the shaft 103 the modifying movements of the angular po- eiLiona of zero speed and the intervals 40 tàiupa between two avrgta, It will be observed that, in this case, the moments of zero speed oorreApox <1% at, the position of the manotono 115 represented on the! 1st, that is to say the closest to the axis
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general 125, the movement of crankpins 115 being now épioy-
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Of course the device which wind to be described can undergo,
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sana aartdx of the invention, ivexeaa mO / 1ifioat1ona ofinx% rao% 1-
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This as well as, in the hypothesis where the housing receives the movement
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Uniform drive, the internal toothing 121 of the housing 120 can be omitted and the planet carrier 114 can be secured to this housing; the spacers joining the two halves of the planet carrier (not visible in FIG. 9) can then be removed.
Another modification could be made which would, on the contrary, consist of eliminating the pinions 110 and securing the planet carrier with the hollow shaft 103.
All the mechanisms which have just been described transform a rotational movement, in uniform principle, into a periodic rotational movement whose speed passes through a maximum and a minimum minimum / which may be zero or negative
It should be noted that, without departing from the scope of the invention, the exit movement is not necessarily a rotary movement.
In the most general case, the slide of FIG. 1, instead of being integral with a rotation shaft, may be integral with a component part of any mechanism known per se, rotating or otherwise. no, on condition that the / dimensions of the slide as well as its range of mobility allow the necessary movements of the crankpin 8,
The present invention appeals in a particularly favorable manner to all mechanisms in which mutual drives of parts are established or broken into marohe, as well as in mechanisms involving a movable coupling which must be stopped against a stop,
while the mechanism must continue its course.
In the latter case, if a device according to the invention is incorporated into the drive mechanism, the drive can be slowed down, interrupted and resumed without any shock,