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Dispositif pour la mise en rotation d'un arbre moteur La présente invention a pour objet un dispositif perfectionné pour mettre en rotation un arbre moteur destiné à entraîner par exemple un moyeu de roue ou un appareil de levage ou tout autre engin dans lequel la mise en mouvement est assurée par un mécanisme communément appelé"racagnac".
Dans la description qui suit, il sera plus précisément fait référence à un mécanisme de mise en rotation d'un moyeu assurant le déplacement d'un véhicule tel qu'un fauteuil roulant ou autre, notamment un tricycle, mais il ne s'agit là que d'une application particulièrement intéressante du dispositif de l'invention.
On connait de nombreux dispositifs de mise en rotation d'essieu de roues qui permettent la propulsion d'un fauteuil roulant tel qu'un fauteuil utilisé par une personne handicapée, notamment par une personne hémiplégique qui ne possède l'usage que d'un seul bras.
D'une manière classique, le déplacement est assuré par un dispositif mécanique appelé racagnac qui est mis en rotation par un levier de propulsion soumis à un mouvement de rotation va-et-vient d'amplitude limitée. Ces systèmes de racagnac fonctionnent par à-coup en raison du fait que le mouvement va-et-vient du levier de propulsion n'est-de par sa conception-moteur que dans le seul sens aller et que le retour du dit levier n'a d'autre fonction que de le ramener à son point de départ pour une nouvelle course aller, donc motrice.
Le mécanisme simple ne permet le mouvement que dans un seul sens en raison du blocage du cliquet mais il existe des systèmes de racagnac dont on peut inverser l'encliquetage ce qui permet d'inverser le sens d'attaque de l'arbre moteur et donc le sens du mouvement, par exemple du fauteuil roulant.
Le fonctionnement du racagnac par à-coup entraine non seulement une discontinuité dans le mouvement mais aussi une perte de temps et d'énergie pour la personne qui assure par exemple l'effort pour le déplacement du véhicule, le serrage d'écrou ou le levage d'une
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pièce à l'aide d'un cric Pour remédier à cette situation, le demandeur a déjà proposé un système de mise en rotation d'un arbre moteur dans lequel le mouvement de va-et-vient d'un levier de propulsion qui attaque l'arbre est en permanence moteur, quel que soit le sens de
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déplacement du levier. Ce dispositif est décrit dans le brevet belge 09400494 du même , demandeur. Quoique donnant mécaniquement toute satisfaction, le dispositif en question se revèle parfois encombrant pour être monté sur le moyeu d'un véhicule de faible largeur.
La présente invention a pour objet un dispositif dont la conception réduit notablement cet inconvénient. Elle permet en outre de réaliser de façon simple et néanmoins robuste un mécanisme de mise en rotation pourvu d'un système de changement de marche.
Le dispositif de mise en rotation d'un arbre moteur au moyen d'un levier de propulsion soumis à un mouvement de rotation va-et-vient d'amplitude limitée solidaire d'un arbre dit d'attaque, objet de la présente invention, est caractérisé en ce qu'il comporte un système de transmission composé de deux roues dentées du type"roue libre"disposée sur l'arbre
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d'attaque, en ce que les mécanismes d'encliquetage des deux roues libres sont inverses l'un de l'autre, en ce que l'une des dites roues libres s'engrènedirecfement dans une roue dentée, , disposée sur un second arbre dit arbre moteur, en ce que l'autre roue libre disposée sur l'arbre d'attaque est en prise via un moyen, tel qu'une courroie ou une chaîne, avec une deuxième roue disposée sur l'arbre moteur,
en ce que les deux roues disposées sur l'arbre moteur sont solidaires entre elles et en ce que l'ensemble que forment ces deux roues est pourvu d'un moyen de solidarisation à l'arbre moteur.
Dans une telle réalisation, l'arbre moteur, qui est celui assurant le déplacement d'un engin sur roues, le serrage d'un écrou ou le levage d'une pièce, est en permanence en fonction motrice. Les figures ci-annexées vont à la fois illustrer l'invention et en faciliter la compréhension ; elles représentent, non à l'échelle et de façon purement schématique : Figure 1 : une vue latérale du dispositif Figure 2 une vue de face du dispositif de l'invention dans sa version pourvue d'un
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mécanisme de changement de sens de mise en rotation de l'arbre moteur.
Sur ces figures, les mêmes repères se rapportent aux mêmes éléments. On y distingue : en (1) le levier de propulsion à mouvement rotatif va-et-vient en (2) l'arbre d'attaque solidaire du levier (1) en (3) et (4) les roues dentées du type"roue libre"à encliquetage inverse l'un de l'autre en (5) l'arbre moteur accouplé à l'élément à mettre en mouvement en (6) et (7) les roues dentées solidaires entre elles en (8) une courroie de transmission reliant les roues dentées (3) et (6) en (9) le moyen de solidarisation des roues dentées (6) et (7) à l'arbre moteur (5) en (10) le boîtier contenant l'ensemble de dispositif.' On comprend que dans la disposition de la figure 1, le dispositif de l'invention fonctionne de la manière suivante :
lorsque le levier de propulsion (1) est déplacé dans un sens, sa rotation entraîne celle de l'arbre d'attaque (2) dont est solidaire-pour ce sens de rotationune des deux roues dentées, par exemple la roue (3) ; ainsi mise en rotation, cette roue (3) entraîne à son tour la roue (6), les roues (3) et (6) tournant en sens inverses en raison de la prise directe entre les deux roues dentées ; la roue (6) met en rotation l'arbre moteur (5) dont elle est solidaire tout en entrainant dans son mouvement la roue (7) qui lui est aussi solidaire. Ainsi mise en rotation, dans le même sens que la roue (6), la roue (7) entraîne par le moyen de la courroie de transmission (8) la roue dentée (4) disposée sur l'arbre d'attaque (2) ; en raison de son encliquetage inverse de celui de la roue (3) la roue dentée (4) tourne librement sur son axe.
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, Lors du mouvement retour du levier de propulsion (1), c'est à dire lorsque ce levier est ramené en sens inverse, l'arbre d'attaque est lui aussi mis en rotation en sens inverse de celui qu'il avait dans le mouvement précédent ; c'est alors la roue dentée (3) qui tourne librement sur son axe tandis que la roue (4), à encliquetage inverse, est mise en rotation par le mouvement du levier (1). La courroie (8) assure la transmission du mouvement à la roue dentée (7) solidaire à la fois de l'arbre moteur (5) et de la roue (6), lesquels sont mis en rotation mais dans le même sens que celui de la roue (4) : l'arbre moteur continue
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ainsi à tourner dans le même sens que lors de la phase précédente ce qui assure la continuité de la motricité.
Lorsque l'on déplace à nouveau le levier de propulsion (1) dans le sens de la première phase, l'engrenage (3) (6) prend le relais de l'engrenage (4) (7) pour actionner l'arbre' moteur (5) qui continue à tourner dans le même sens.
Dans un mode préférentiel de réalisation du dispositif de l'invention, le moyen de solidarisation (9) des roues dentées (6) et (7) à l'arbre moteur (5) est débrayable ce qui permet par exemple un déplacement en roue libre du véhicule.
La figure 2 illustre une modalité particulière du dispositif de l'invention comportant un mécanisme de changement de marche Dans cette modalité particulière, le dispositif de mise en rotation d'un arbre moteur est constitué de deux systèmes de transmission (A) et (B) tels que décrits ci-dessus et ces deux systèmes sont disposés sur les mêmes arbre d'attaque (2) et arbre moteur (5) ; dans les
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, deux groupes respectifs de roues libres (3) (4) et (3') (4') disposés sur l'arbre d'attaque, les mécanismes d'encliquetage des roues libres (3) et (3') engrénées directement dans respectivement la roue correspondante (6) et (6') disposée sur l'arbre moteur sont inverses l'un de l'autre ; les roues dentées (4) et (7) d'une part et (4') et (7') d'autre part sont reliées par leur courroies respectives (8) et (8') ;
le moyen de solidarisation (9) des deux groupes respectifs de roues (6) (7) et (6') (7) disposées sur l'arbre moteur est unique et ce système unique est équipé d'un moyen pour assurer la solidarisation à l'arbre moteur soit de l'un soit de l'autre groupe de roues dentées.
Dans une variante avantageuse de cette réalisation, le moyen de solidarisation (9) des groupes de roues à l'arbre moteur est constitué par une clavette équipée d'un moyen de déplacement le long de l'arbre moteur. Ce moyen (non représenté sur la figure) est par exemple une chaînette, un câble ou même un dispositif hydraulique.
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Les diamètres et dimensions des différentes roues dentées ne sont pas indifférents pour le fonctionnement du dispositif de l'invention, notamment lorsqu'il s'agit d'assurer de déplacement d'un véhicule tel qu'un fauteuil roulant ; le choix judicieux des paramètres est du ressort de l'homme de l'art en fonction des performances souhaitées de l'appareil équipé du dispositif.
On peut notamment utiliser des roues de diamètres différents dans les deux systèmes de transmission assurant l'un la marche avant et l'autre la marche arrière de façon à obtenir des vitesses de déplacement inégales.
Faisant partie des dispositifs à double effet, c'est à dire à propulsion continue quel que soit le sens du mouvement du levier de propulsion, le dispositif de l'invention permet un déplacement rapide pour une dépense d'énergie moindre que dans les systèmes à simple effet.
Vis-à-vis des dispositifs existants, le dispositif de l'invention présente l'avantage d'une simplification mécanique remarquable. Dans la gamme des équipements permettant la transformation marche avant-marche arrière, il s'avère très compact ce qui permet son montage sur des roues de petites dimensions pour diminuer par exemple l'encombrement d'un fauteuil roulant.
Il faut enfin noter que dans la version marche avant-marche arrière décrite ci-dessus, la commande d'inversion du sens de marche peut également servir de frein puisque le simple fait d'actionner la commande bloque automatiquement la roue dans le sens de la marche.
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Device for the rotation of a motor shaft The present invention relates to an improved device for rotating a motor shaft intended to drive for example a wheel hub or a lifting device or any other machine in which the setting movement is ensured by a mechanism commonly called "racagnac".
In the following description, reference will be made more specifically to a mechanism for rotating a hub ensuring the movement of a vehicle such as a wheelchair or the like, in particular a tricycle, but this is not than of a particularly advantageous application of the device of the invention.
There are many known wheel axle spinning devices which allow the propulsion of a wheelchair such as a wheelchair used by a disabled person, in particular by a hemiplegic person who only has the use of one arms.
In a conventional manner, the movement is ensured by a mechanical device called racagnac which is rotated by a propulsion lever subjected to a reciprocating rotary movement of limited amplitude. These racagnac systems work in spurts due to the fact that the back-and-forth movement of the propulsion lever is-by its motor-design only in the forward direction and that the return of said lever does not has another function than to bring it back to its starting point for a new outward and therefore driving race.
The simple mechanism only allows movement in one direction due to the blocking of the pawl but there are racagnac systems of which one can reverse the pawl which allows to reverse the direction of attack of the motor shaft and therefore the direction of movement, for example of the wheelchair.
The operation of the racagnac in spurts not only causes a discontinuity in the movement but also a loss of time and energy for the person who ensures for example the effort for moving the vehicle, tightening the nut or lifting a
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piece using a jack To remedy this situation, the applicant has already proposed a system for rotating a motor shaft in which the back and forth movement of a propulsion lever which attacks the the shaft is permanently driving, whatever the direction of
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movement of the lever. This device is described in Belgian patent 09400494 by the same applicant. Although mechanically satisfactory, the device in question is sometimes bulky to be mounted on the hub of a vehicle of small width.
The present invention relates to a device whose design significantly reduces this drawback. It also makes it possible to produce in a simple and nevertheless robust manner a rotation mechanism provided with a step change system.
The device for rotating a motor shaft by means of a propulsion lever subjected to a reciprocating rotational movement of limited amplitude secured to a so-called attack shaft, object of the present invention, is characterized in that it comprises a transmission system composed of two toothed wheels of the "free wheel" type arranged on the shaft
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attack, in that the latching mechanisms of the two freewheels are opposite to each other, in that one of the said freewheels meshes with a toothed wheel, arranged on a second shaft said drive shaft, in that the other free wheel disposed on the drive shaft is engaged via a means, such as a belt or a chain, with a second wheel disposed on the drive shaft,
in that the two wheels disposed on the drive shaft are integral with each other and in that the assembly formed by these two wheels is provided with a means of attachment to the drive shaft.
In such an embodiment, the motor shaft, which is the one ensuring the movement of a machine on wheels, the tightening of a nut or the lifting of a part, is permanently in motor function. The appended figures will both illustrate the invention and facilitate its understanding; they represent, not to scale and in a purely schematic manner: Figure 1: a side view of the device Figure 2 a front view of the device of the invention in its version provided with a
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mechanism for changing the direction of rotation of the motor shaft.
In these figures, the same references relate to the same elements. We can distinguish: in (1) the propulsion lever with rotary movement back and forth in (2) the drive shaft secured to the lever (1) in (3) and (4) the cogwheels of the type " freewheel "with reverse latching from one another in (5) the motor shaft coupled to the element to be set in motion in (6) and (7) the toothed wheels integral with each other in (8) a belt transmission connecting the cogwheels (3) and (6) in (9) the means for securing the cogwheels (6) and (7) to the motor shaft (5) in (10) the housing containing the assembly of device.' It is understood that in the arrangement of FIG. 1, the device of the invention operates in the following manner:
when the propulsion lever (1) is moved in one direction, its rotation causes that of the drive shaft (2) which is integral for this direction of rotation with one of the two toothed wheels, for example the wheel (3); thus rotated, this wheel (3) in turn drives the wheel (6), the wheels (3) and (6) rotating in opposite directions due to the direct engagement between the two toothed wheels; the wheel (6) rotates the motor shaft (5) of which it is integral while driving in its movement the wheel (7) which is also integral with it. Thus set in rotation, in the same direction as the wheel (6), the wheel (7) drives by means of the transmission belt (8) the toothed wheel (4) disposed on the drive shaft (2) ; due to its snap reverse of that of the wheel (3) the toothed wheel (4) turns freely on its axis.
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, During the return movement of the propulsion lever (1), that is to say when this lever is brought back in the opposite direction, the drive shaft is also rotated in the opposite direction to that which it had in the previous movement; it is then the toothed wheel (3) which rotates freely on its axis while the wheel (4), with reverse latching, is rotated by the movement of the lever (1). The belt (8) transmits the movement to the toothed wheel (7) integral both with the motor shaft (5) and the wheel (6), which are rotated but in the same direction as that of the wheel (4): the motor shaft continues
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thus turning in the same direction as during the previous phase which ensures the continuity of motor skills.
When the propulsion lever (1) is again moved in the direction of the first phase, the gear (3) (6) takes over from the gear (4) (7) to actuate the shaft ' motor (5) which continues to rotate in the same direction.
In a preferred embodiment of the device of the invention, the means for securing (9) the toothed wheels (6) and (7) to the motor shaft (5) is disengageable which allows for example a freewheeling movement of the vehicle.
FIG. 2 illustrates a particular modality of the device of the invention comprising a gear change mechanism. In this particular modality, the device for rotating a motor shaft consists of two transmission systems (A) and (B) as described above and these two systems are arranged on the same drive shaft (2) and motor shaft (5); in the
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, two respective groups of freewheels (3) (4) and (3 ') (4') arranged on the drive shaft, the freewheel latching mechanisms (3) and (3 ') engaged directly in respectively the corresponding wheel (6) and (6 ') arranged on the motor shaft are opposite to each other; the toothed wheels (4) and (7) on the one hand and (4 ') and (7') on the other hand are connected by their respective belts (8) and (8 ');
the securing means (9) of the two respective groups of wheels (6) (7) and (6 ') (7) arranged on the drive shaft is unique and this unique system is equipped with a means for securing to the drive shaft either from one or from the other group of toothed wheels.
In an advantageous variant of this embodiment, the means for securing (9) the groups of wheels to the motor shaft is constituted by a key fitted with means for moving along the motor shaft. This means (not shown in the figure) is for example a chain, a cable or even a hydraulic device.
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The diameters and dimensions of the various toothed wheels are not indifferent for the operation of the device of the invention, in particular when it is a question of ensuring the movement of a vehicle such as a wheelchair; the judicious choice of parameters is a matter for those skilled in the art depending on the desired performance of the device equipped with the device.
It is possible in particular to use wheels of different diameters in the two transmission systems, one ensuring forward travel and the other reverse travel so as to obtain unequal displacement speeds.
As part of the double-acting devices, that is to say with continuous propulsion whatever the direction of movement of the propulsion lever, the device of the invention allows rapid movement for less energy expenditure than in systems with simple effect.
With respect to existing devices, the device of the invention has the advantage of remarkable mechanical simplification. In the range of equipment allowing the transformation from forward to reverse, it turns out to be very compact which allows it to be mounted on small wheels to reduce, for example, the size of a wheelchair.
Finally, it should be noted that in the forward-reverse version described above, the reverse direction control can also act as a brake since the simple act of actuating the control automatically locks the wheel in the direction of market.