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J NEUKIRCH, résidantà BAD DURKHEIM (Allemagne).
TRANSMISSION MECANIQUE A REGLAGE CONTINU.
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9invention se rapporte à tous les genres de variateurs de vitesse à réglage continu dans lesquels l9arbre moteur entraîne un or- gane intermédiaire déplaable radialement, par exemple une crémaillère qui reçoit!> par 1* intermédiaire d9un chemin de guidage dont la position est réglable de façon excentrique par rapport à 1* arbre d9entraînement un mouvement radial transmis à l'arbre entraîné. On connaît divers modes de réalisation de transmissions de ce genre. L9 inconvénient de ces modes de réalisation connus réside essentiellement dans le fait que le mouve- ment imparti à l9organe intermédiaire (crémaillère) par l'intermédiaire du guidage excentrique n9est pas uniforme.
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On a déjà essayé d9 éliminer 1* irrégularité de la vitesse de sortie en utilisant plusieurs organes intermédiaires conjugués Ce moyen conduit cependant à des transmissions de construction très compliquée et très coûteuse , très sujettes à des accidents et d'un fonctionnement peu sur.
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T,9invention a pour but d9engendrer un mouvement sensiblement uniforme de 19organe intermédiaire mobile radialement (crémaillère) par une commande et un guidage appropriés de celui-cide façon à obtenir un mouvement de sortie pratiquement uniforme et utilisable
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L9invention est basée sur le fait que ce but peut être atteint avec des moyens relativement simples si!) contrairement aux modes de réali- sation connus au lieu d1utiliser un chemin de guidage fixe., on communique à celui-ci un mouvement de compensation.
Selon 1? invention , le chemin de guidage est constitué par un
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guide circulaire qui tourne à la même vitesse que 1 D arbre moteur mais en sens inverse, dont le centre de rotation est excentrique.par rapport à 19arbore moteur et dont le centre géométrique est réglable en position ex- centriquement par rapport à son centre de rotation.
I 9 organe intermédiaire (crémaillère) est ainsi commandé par une pièce circulaire disposée excentri-
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quement et tournant dans le sens inverse, dont le centre de rotation peut aussi de son côté être réglé en position excentrique par rapport à l'arbre moteur De cette manière on peut faire en sorte, par une détermination ap- propriée des excentricités en fonction l'une de l'autre et par un phasage correct du mouvement contraire du guide, que le mouvement imparti à l'organe intermédiaire (crémaillère) soit presque uniforme
La description qui va suivre en regard des dessins annexés à titre d'exemple non limitatif fera bien comprendre comment l'invention peut être mise en pratique.
La figure 1 représente une coupe longitudinale de la transmis- sion.
La figure 2 est une coupe par la ligne C-D de la figure 1.
La figure 3 est une coupe par la ligne G-H de la figure 1.
La figure 4 est une coupe par la ligne A-B de la figure 1,
La figure 5 est une coupe par la ligne E-F de la figure 1.
La figure 6 est une vue en plan de la transmission.
Les figures 7 à 12 sont des schémas et graphiques destinés à expliquer les conditions cinématiques de la transmission
Un moyeu pourvu d'une bride et qui sera appelé par la suite balancier 1 est guidé dans un carter de transmission non représenté entre deux guides 2 et 3, et monté oscillant autour d'un axe 4 supporté par le carter. A l'intérieur du balancier 1 tourne un manchon d'entraînement 5 pourvu d'une bride 6. Sur la face extérieure de la bride 6 deux guides circulaires 9 peuvent se déplacer radialement, et cela au moyen de deux vis de fixation 10 et 11 et de deux doigts 12 et 13 situés sur la face pos- térieure des guides 9 et qui glissent dans deux pièces en forme de fourche 7 et 8 solidaires de la bride 6.
Les doigts 12 et 13 sont pourvus de oou- lisseaux 14 et 15 qui sont guidés dans des fentes obliques 16 et 17 d'un manchon de commande 18 monté sur le balancier 1 de façon à pouvoir tourner et se déplacer axialement. Dans une gorge annulaire 19 du manchon de com- mande 18 s'engage un ergot 20 d'un coulisseau 21 qui est guidé dans la bride du balancier 1. Un goujon 22 du coulisseau 21 glisse dans une rainure oblique 50 du guide 2. .
Si l'on fait pivoter le balancier 1 autour de l'axe 4, le coulisseau 21 exécute un mouvement axial dans lequel il entraî- ne le manchon de commande 18 au moyen de l'ergot 20. Un tel mouvement axial du manchon de commande 18 se transforme par l'intermédiaire des fentes de guidage obliques 16 et 17 en déplacement radiaux opposés des guides 9 qui prennent ainsi une position plus ou moins excentrique par rapport à la bride 6 et à l'axe de rotation du manchon d'entraînement 5 Leur excen- tricité est fonction du pivotement du balancier 1.
Pour le mouvement du manchon d'entraînement 5, celui-ci est pourvu d'une roue dentée droite 23 qui engrène avec une roue dentée de ren- voi 24 montée sur l'axe 4 et qui reste en prise lorsque le balancier 1 os- cille . La roue dentée 24 est solidaire d'une roue dentée 25 qui engrène avec une roue dentée intermédiaire 26 tournant dans le carter. Cette roue 26 est à son tour en prise avec une roue dentée motrice 27, qui est fixée par-une clavette 29 à l'arbre moteur 28. Le manchon d'entraînement 5 et avec lui les guides 9 et le manchon de commande 18 reçoivent de l'arbre moteur' 28 par l'intermédiaire du train d'engrenage 23 à 27 un mouvement de même vi- tesse et de sens inverse..
L'arbre moteur 28 traverse le balancier 1. Cet arbre 28 se prolonge au delà du balancier 1 sous la forme d'une pièce motrice 31. L'ar- bre moteur 28-31 est supporté par deux roulements à billes 32 et 33 repo- sant dans le carter. Dans la pièce d'entraînement 31 sont supportés deux arbres satellites 34 et 35. Sur chacun des arbres satellites est montée une paire de roues dentées 36 et 37, 38 et 39. Entre les roues 36 et 38 et en prise avec celles-ci sont disposées deux crémaillères 30. Les cré-
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maillères 30 sont guidées en déplacement radial dans la pièce motrice 31.
Aux extrémités de chaque crémaillère 30 sont disposées deux bandes de guidage parallèles 40 et 41 perpendiculaires à la direction-de déplace- ment des crémaillères 30 et qui embrassent latéralement un des guides 9 et sont tangentes à sa surface périphérique.
Un arbre de sortie entraîné 44 est supporté d'une part dans le carter par un roulement à billes 48 et d'autre part par un autre roulement à billes 47 dans la pièce motrice 31 coaxialement avec celle-ci. Avec 1 arbre entraîné 44 sont accouplées deux roues dentées 42 et 43 par l'in- termédiaire de dispositifs à roue libre et 46 de type connu. La roue dentée 42 engrène avec la roue dentée 37, tandis que la roue dentée 43 est en prise avec la roue dentée 39 Un mouvement de va-et-vient des crémail- lères 30 est ainsi transformé de la fagon connue par l'intermédiaire des arbres satellites 34 et 35 et du mécanisme à roues libres 45-46 en un mouvement de rotation continu de 1' arbre entraîné 44.
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Au moyen deun dispositif de réglage non représenté, qui est re- lié au balancier 1 par un étrier de commande 49,on peut faire pivoter le balancier 1 autour de l'axe + et le fixer dans une position quelconque
Si le balancier 1 est placé dans une position concentrique
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avec l'arbre moteur 28-31., les guides 9 tournent aussi concentriquement autour de 1 Il arbre moteur 28-31.
La crémaillère 30 qui est commandée par les bandes de guidage z et ,1 du guide 9, est par suite maintenue dans sa position médiane et n'exécute dans ce cas aucun mouvement relatif par rapport à la pièce motrice 31,mais elle tourne avec elle, ainsi que les arbres satellites 34 et 35, qui par conséquent ne prennent aucun mouve- ment propre Par l'intermédiaire des roues libres 46 et 47, 1-'arbre de sortie 44 est entraîné avec la pièce motrice 31 à la même vitesse de rota- tion que celle-ci.
Si cependant on écarte le balancier 1 de sa position concen- trique, le centre de rotation du guide 9, représenté par l'axe du manchon d'entraînement 5 , devient excentrique par rapport à l'arbre moteur 28- 31. En même temps, le centre géométrique du guide 9 devient aussi excen- trique par rapport à son centre de rotation, et cela grâce au déplacement axial déjà décrit du manchon de commande 18. Ainsi, le guide 9 n'établit pas une simple trajectoire circulaire excentrique par rapport à l'arbre mo- teur 28 mais il forme en quelque sorte grâce à son propre mouvement de ro-
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tation excentrique inverse une trajectoire courbe s9éeartant de la trajectoi- re circulaire.
La crémaillère 30 reçoit pendant la rotation, par l'inter- médiaire du guide 9 qui est en contact avec les bandes de commande 40 et
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/18 un mouvement relatif additionnel radial par rapport à la pièce motrice 31, mouvement qui se superpose dans le sens positif ou dans le sens néga-
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tif à la rotation de l'arbre entraîné /+4.
Dans une révolution, une des. crémaillères 30 et son guide 9 correspondant agissent de 0 à 180 , tandis que la deuxième crémaillère avec le deuxième guide agissent de 1800 à 3600 Dans la disposition décrite, ce mouvement additionnel est presque uniforme comme cela résulte des considérations suivantes :
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A la fig. 7 on suppose que .SI:
est le centre de rotation de 19 arbre moteur 28-31 b la crémaillère radialement déplaçable 30 tournant autour du centre dans la direction de la flèche, c une trajectoire de guidage circulaire fixe dont la position est réglée excentriquement par rapport au centre de rotation a avec une excentricité e, et dans laquelle la crémaillère b tourneo On constate facilement que la crémaillère b, après une rotation de 180 , s'est déplacée du double de l'excentricité e
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c'est-à-dire de 2e,. Si l'on porte le déplacement radial A w de la cré- maillère 2 en fonction de l'angle de rotation, on obtient la courbe repré- sentée à la fig. 8, qui jusqu'ici présente une forme dissymétrique non sa- tisfaisante, car le déplacement à 90 atteint déjà plus de la moitié.
Si, cependant, la crémaillère b n'est pas en contact avec la tra-
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jectoire de guidage .c de fagon immédiate mais, comme représenté à la fig.
9, par l'intermédiaire d'une pièce de guidage .d, qui reste tangentielle
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à la trajectoire de guidage c, on obtient,comme on le comprend sans autre explication, la courbe symétrique représentée à la fig. 10 . Dans l'exemple de réalisation décrit, la pièce de guidage e est matérialisée par les ban- des de guidage 40 et 41, dé sorte que le défaut de symétrie de la courbe de mouvement représentée à la fig.8 se trouve éliminé. La courbe de la fig. 10 correspond encore à une caractéristique de mouvement non uniforme de la crémaillère b.
Les plus grands écarts w, par rapport à la carac- téristique de mouvement uniforme désirée, qui est représentée par la droite f, se trouvent aux angles de rotation de 45 et 135 .
Si on suppose que la trajectoire de guidage ± est la circonfé- rence d'un disque dont le centre géométrique m est déplacé excentriquement par rapport à un centre de rotation r de la distance m r = ¯ w, si on suppose en outre que le disque tourne autour de r en sens inverse de la rotation de la crémaillère b et d'angles égaux, on obtient, comme on le voit à la figure 11,les résultats suivants
A 0 , 90 et 180 , il est évident que les mêmes distances de translation de la crémaillère b sont déterminées que pour les positions an- gulaires correspondantes de la figure 9. Dans ces positions,1'excentricité m r n'a aucune influence sur la distance de translation. Les points cor- respondants de la courbe de mouvement (figure 12) sont donc situés sur la droite 1 comme à la figure 10 .
A 45 cependant, par suite de la rotation excentrique en sens contraire du disque c, la distance de translation de la crémaillère b est augmentée de la valeur de l'excentricité m r = w. Il en résulte que la courbe de mouvement coupe aussi la droite ± à 45 . Ceci s'applique également, mais avec des signes contraires, à 135 On obtient donc ainsi une courbe de mouvement de la crémaillère se rapprochant beaucoup de la droite f et correspondant à un mouvement pratiquement uniforme.
La valeur de l'écart ¯ w dépend naturellement de l'excentricité e du centre de rotation r par rapport à l'axe a de l'arbre moteur ( ¯ w = environ e/5) Il en résulte que l'excentricité du centre géométrique m par rapport au centre de rotation r doit aussi être modifiée lorsqu'on modi- fie l'excentricité e.
Dans l'exemple représenté, ceci est obtenu au moyen du manchon de commande 18 déplacé axialement lorsque le balancier 1 pivote et par le- quel le centre géométrique du guide 9 est déplacé de façon correspondante par rapport au centre de rotation.
L'excentrique additionnel à rotation inverse de la figure 11 n'annule les écarts de vitesse d'une crémaillère qu'entre 0 et 1800, car dans. ce secteur son excentricité est opposée aux amplitudes des écarts de la crémaillère Au contraire, entre 180 et 3600., l'excentricité de l'excentrique additionnel est de même sens que les amplitudes des écarts de la crémaillère .
Afin d'uniformiser la vitesse de sortie pendant un tour complet de 0 à 360 ,deux crémaillères 30 se déplacent dans deux guidages. En ' même temps que le balancier pivote, les deux chemins de guidage 9 se dé- placent également, en sens opposés l'un par rapport à l'autre. Chacune des deux crémaillères 30 n'utilise pour la transmission que la moitié du chemin de guidage 9,savoir la partie qui annule les écarts, tandis que la deuxième moitié du guide 9 est utilisée pour le retour de la cré- maillère 30. Comme le retour a lieu lorsque la crémaillère 30 correspon- dante se déplace librement, l'irrégularité du mouvement n'a aucune influence sur la vitesse de sortie Les deux crémaillères 30 se relayent en alter- nance, de sorte que la transmission n'est pas interrompue.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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J NEUKIRCH, residing in BAD DURKHEIM (Germany).
CONTINUOUSLY ADJUSTED MECHANICAL TRANSMISSION.
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The invention relates to all kinds of continuously adjustable variable speed drives in which the motor shaft drives an intermediate member which can be moved radially, for example a rack which receives via a guide path, the position of which is adjustable in such a manner. eccentric to the drive shaft radial movement transmitted to the driven shaft. Various embodiments of such transmissions are known. The disadvantage of these known embodiments resides essentially in the fact that the movement imparted to the intermediate member (rack) via the eccentric guide is not uniform.
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Attempts have already been made to eliminate the irregularity of the output speed by using several combined intermediate members. This means, however, leads to transmissions of very complicated and very expensive construction, very prone to accidents and of unsafe operation.
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The object of the invention is to generate a substantially uniform movement of the radially movable intermediate member (rack) by appropriate control and guidance thereof so as to obtain a substantially uniform and usable output movement.
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The invention is based on the fact that this object can be achieved with relatively simple means if!) Contrary to known embodiments, instead of using a fixed guide path, it is imparted a compensating movement.
According to 1? invention, the guide path consists of a
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circular guide which rotates at the same speed as 1 D motor shaft but in the opposite direction, the center of rotation of which is eccentric with respect to the motor shaft and whose geometrical center is adjustable in position eccentrically with respect to its center of rotation .
I 9 intermediate member (rack) is thus controlled by a circular part disposed eccentric-
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cally and rotating in the opposite direction, the center of rotation of which can also be adjusted in an eccentric position relative to the motor shaft. In this way it is possible to ensure, by an appropriate determination of the eccentricities as a function of l '' from the other and by correct phasing of the opposite movement of the guide, that the movement imparted to the intermediate member (rack) is almost uniform
The description which will follow with reference to the accompanying drawings by way of nonlimiting example will make it clear how the invention can be put into practice.
Figure 1 shows a longitudinal section of the transmission.
Figure 2 is a section through line C-D of Figure 1.
Figure 3 is a section through the line G-H of Figure 1.
Figure 4 is a section through line A-B of Figure 1,
Figure 5 is a section through the line E-F of Figure 1.
Figure 6 is a plan view of the transmission.
Figures 7 to 12 are diagrams and graphics intended to explain the kinematic conditions of the transmission
A hub provided with a flange and which will be called the balance 1 hereinafter is guided in a transmission housing (not shown) between two guides 2 and 3, and mounted to oscillate around an axis 4 supported by the housing. Inside the balance 1 rotates a drive sleeve 5 provided with a flange 6. On the outer face of the flange 6 two circular guides 9 can move radially, and this by means of two fixing screws 10 and 11 and two fingers 12 and 13 located on the rear face of the guides 9 and which slide in two fork-shaped pieces 7 and 8 integral with the flange 6.
The fingers 12 and 13 are provided with coils 14 and 15 which are guided in oblique slots 16 and 17 of a control sleeve 18 mounted on the balance 1 so as to be able to rotate and move axially. In an annular groove 19 of the control sleeve 18 engages a lug 20 of a slide 21 which is guided in the flange of the balance 1. A pin 22 of the slide 21 slides in an oblique groove 50 of the guide 2..
If the balance 1 is pivoted around the axis 4, the slide 21 performs an axial movement in which it drives the control sleeve 18 by means of the lug 20. Such an axial movement of the control sleeve 18 is transformed by means of the oblique guide slots 16 and 17 into opposite radial displacement of the guides 9 which thus take a more or less eccentric position with respect to the flange 6 and to the axis of rotation of the drive sleeve 5 Their eccentricity depends on the pivoting of the balance 1.
For the movement of the drive sleeve 5, the latter is provided with a straight toothed wheel 23 which meshes with a return toothed wheel 24 mounted on the axis 4 and which remains in engagement when the balance 1 os- eyelash. The toothed wheel 24 is integral with a toothed wheel 25 which meshes with an intermediate toothed wheel 26 rotating in the housing. This wheel 26 is in turn engaged with a driving toothed wheel 27, which is fixed by a key 29 to the driving shaft 28. The driving sleeve 5 and with it the guides 9 and the control sleeve 18 receive of the motor shaft 28 by means of the gear train 23 to 27 a movement of the same speed and in the opposite direction.
The motor shaft 28 passes through the balance 1. This shaft 28 is extended beyond the balance 1 in the form of a driving part 31. The motor shaft 28-31 is supported by two ball bearings 32 and 33 repo - health in the crankcase. In the drive piece 31 are supported two planet shafts 34 and 35. On each of the planet shafts is mounted a pair of toothed wheels 36 and 37, 38 and 39. Between the wheels 36 and 38 and in engagement therewith are arranged two racks 30. The racks
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stitches 30 are guided in radial displacement in the driving part 31.
At the ends of each rack 30 are arranged two parallel guide strips 40 and 41 perpendicular to the direction of movement of the racks 30 and which laterally embrace one of the guides 9 and are tangent to its peripheral surface.
A driven output shaft 44 is supported on the one hand in the housing by a ball bearing 48 and on the other hand by another ball bearing 47 in the drive part 31 coaxially with the latter. With 1 driven shaft 44 are coupled two toothed wheels 42 and 43 by means of freewheel devices and 46 of known type. The toothed wheel 42 meshes with the toothed wheel 37, while the toothed wheel 43 is engaged with the toothed wheel 39 A reciprocating movement of the racks 30 is thus transformed in the known manner by means of planet shafts 34 and 35 and the freewheel mechanism 45-46 in a continuous rotational movement of the driven shaft 44.
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By means of an adjustment device, not shown, which is connected to the balance 1 by a control bracket 49, the balance 1 can be rotated around the + axis and fixed in any position.
If the balance 1 is placed in a concentric position
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with the motor shaft 28-31., the guides 9 also rotate concentrically around the motor shaft 28-31.
The rack 30 which is controlled by the guide strips z and, 1 of the guide 9, is consequently maintained in its middle position and in this case does not perform any relative movement with respect to the driving part 31, but it rotates with it. , as well as the planet shafts 34 and 35, which therefore take no proper movement. Via the freewheels 46 and 47, the output shaft 44 is driven with the driving part 31 at the same speed of rotation than this one.
If, however, the balance 1 is moved away from its concentric position, the center of rotation of the guide 9, represented by the axis of the drive sleeve 5, becomes eccentric with respect to the motor shaft 28- 31. At the same time , the geometric center of the guide 9 also becomes eccentric with respect to its center of rotation, and this thanks to the axial displacement already described of the control sleeve 18. Thus, the guide 9 does not establish a simple circular path eccentric with respect to to the motor shaft 28 but it forms in a way thanks to its own rotational movement
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eccentric tation inverts a curved path starting from the circular path.
The rack 30 receives during rotation, via the guide 9 which is in contact with the control strips 40 and
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/ 18 an additional radial relative movement with respect to the driving part 31, movement which is superimposed in the positive direction or in the negative direction
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tif to rotation of the driven shaft / + 4.
In a revolution, one of. racks 30 and its corresponding guide 9 act from 0 to 180, while the second rack with the second guide act from 1800 to 3600 In the arrangement described, this additional movement is almost uniform as results from the following considerations:
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In fig. 7 we assume that .SI:
is the center of rotation of 19 motor shaft 28-31 b the radially movable rack 30 rotating around the center in the direction of the arrow, c a fixed circular guide path whose position is adjusted eccentrically to the center of rotation a with an eccentricity e, and in which the rack b rotates It is easy to see that the rack b, after a rotation of 180, has moved twice the eccentricity e
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that is to say from 2e ,. If we take the radial displacement A w of the rack 2 as a function of the angle of rotation, we obtain the curve shown in FIG. 8, which so far has an unsatisfactory asymmetric shape, because the displacement at 90 has already reached more than half.
If, however, the rack b is not in contact with the working
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guide jectory .c immediately but, as shown in fig.
9, by means of a guide piece .d, which remains tangential
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at the guide path c, one obtains, as can be understood without further explanation, the symmetrical curve shown in FIG. 10. In the embodiment described, the guide part e is materialized by the guide strips 40 and 41, so that the defect in symmetry of the movement curve shown in FIG. 8 is eliminated. The curve of FIG. 10 also corresponds to a characteristic of non-uniform movement of the rack b.
The largest deviations w, from the desired uniform motion characteristic, which is represented by the line f, are found at the angles of rotation of 45 and 135.
If we assume that the guiding path ± is the circumference of a disc whose geometric center m is displaced eccentrically with respect to a center of rotation r by the distance mr = ¯ w, if we further assume that the disc rotates around r in the opposite direction to the rotation of the rack b and at equal angles, we obtain, as seen in figure 11, the following results
At 0, 90 and 180, it is evident that the same translation distances of the rack b are determined as for the corresponding angular positions of figure 9. In these positions, the eccentricity mr has no influence on the translation distance. The corresponding points of the motion curve (figure 12) are therefore located on line 1 as in figure 10.
At 45, however, as a result of the counterclockwise eccentric rotation of the disc c, the translation distance of the rack b is increased by the value of the eccentricity m r = w. As a result, the motion curve also intersects the line ± at 45. This also applies, but with opposite signs, to 135 We thus obtain a curve of movement of the rack very close to the line f and corresponding to a practically uniform movement.
The value of the deviation ¯ w naturally depends on the eccentricity e of the center of rotation r with respect to the axis a of the motor shaft (¯ w = approximately e / 5) It follows that the eccentricity of the center geometric m with respect to the center of rotation r must also be modified when modifying the eccentricity e.
In the example shown, this is obtained by means of the control sleeve 18 displaced axially when the rocker 1 pivots and by which the geometric center of the guide 9 is moved correspondingly relative to the center of rotation.
The additional eccentric with reverse rotation of figure 11 only cancels the speed differences of a rack between 0 and 1800, because in. In this sector, its eccentricity is opposed to the amplitudes of the variations of the rack. On the contrary, between 180 and 3600., the eccentricity of the additional eccentric is in the same direction as the amplitudes of the variations of the rack.
In order to make the output speed uniform during a full revolution from 0 to 360, two racks 30 move in two guides. At the same time as the pendulum swings, the two guideways 9 also move in opposite directions with respect to each other. Each of the two racks 30 uses for the transmission only half of the guide path 9, namely the part which cancels out the gaps, while the second half of the guide 9 is used for the return of the rack 30. As the return occurs when the corresponding rack 30 moves freely, the irregularity of the movement has no influence on the output speed The two racks 30 alternately take turns, so that the transmission is not interrupted .
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