FR2501320A1

FR2501320A1 - Reciprocating to rotating motion converter - has two freewheel gears and two reciprocated drive racks to rotate output shaft

Info

Publication number: FR2501320A1
Application number: FR8104269A
Authority: FR
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-03-04
Filing date: 1981-03-04
Publication date: 1982-09-10
Also published as: FR2501320B3

Abstract

The drive converter includes two drive shafts (F & G) having two racks (B,C) connected between them. The racks face each other but are offset from one another. The assembly is driven with a reciprocating motion. Two gears (D,E) are mounted on a driven shaft (A) so that one gear is in mesh with one rack. Each gear has a free wheel drive hub using ball bearings in a tapered housing. The free wheels operate in opposite senses. Thus the two racks drive the shaft (A) in the same direction.

Description

La présente invention concerne un nouveau dispositif mécanique, du type convertisseur de force, qui permet de transformer une force, inhérente à des organes métalliques que ce dispositif comporte et ayant un mouvement de va-et-vient rectiligne, en un couple mécanique rotatif, agissant en sens unique, autour d'un axe situé perpendiculairement au mouvement de va-etvient rectiligne des organes métalliques précités. Dans les dispositifs connus de ce genre, la transformation, d'une force suivant un mouvement de va-et-vient rectiligne, en un couple rotatif, agissant en sens unique autour d'un axe, situé perpendiculairement à ce mouvement de va-et-vient rectiligne est ordinairement réalisée par l'utilisation d'une ou plusieurs bielles et vilebrequins. I1 résulte de ces systèmes un inconvénient principal.En effet, les organes métalliques de ces dispositifs imprimant la force à cette ou ces bielles et vilebrequins, organes pratiquant un va-etvient rectiligne, suivent une course, aller et retour, ayant une distance très précise et invariable. Cependant, il est parfois nécessaire, pour certaines utilisations de convertisseurs de ce type, que cette distance de course soit imprécise et surtout variable afin d'obtenir un couple ayant un rendement maximum utilisable. Par exemple, c'est le cas pour des houlomotrices utilisant des flotteurs qui permettent ce mouvement de va-et-vient rectiligne et lequel varie évidemment selon l'amplitude de la houle et qui ensuite doit être transformé en énergie électrique par une génératrice annexée au dispositif mécanique en question.The present invention relates to a new mechanical device, of the force converter type, which makes it possible to transform a force, inherent in the metal members which this device comprises and having a rectilinear reciprocating movement, into a rotating mechanical torque, acting in one direction, around an axis located perpendicular to the rectilinear reciprocating movement of the aforementioned metal members. In known devices of this kind, the transformation of a force following a rectilinear reciprocating movement, into a rotating couple, acting in one direction around an axis, located perpendicular to this reciprocating movement - straight is usually achieved by the use of one or more connecting rods and crankshafts. I1 results from these systems a main drawback. Indeed, the metal organs of these devices imparting force to this or these rods and crankshafts, organs practicing a straight back and forth, follow a race, back and forth, having a very precise distance and invariable. However, it is sometimes necessary, for certain uses of converters of this type, that this stroke distance is imprecise and above all variable in order to obtain a torque having a maximum usable efficiency. For example, this is the case for wave power units using floats which allow this rectilinear back and forth movement and which obviously varies according to the amplitude of the swell and which must then be transformed into electrical energy by a generator attached to the mechanical device in question.

Le dispositif suivant l'invention, permet d'éviter cet inconvénient. Dans celui-ci en effet, il est possible de faire varier librement et aisément la distance de la course des organes métalliques ayant un mouvement de va-etvient rectiligne et dont la force doit être convertie en couple rotatif. Ce résultat est obtenu par l'utilisation d'une pluralite de crémaillères opposées et décalées, l'une par rapport à l'autre, qui coulissent dans un carter convenablement lubrifié et qui servent à entraîner des roues libres fonctionnant alternativement. Ces crémaillères mobiles sont associées aux organes métalliques précités et remplacent l'usage de bielles et vilebrequins des dispositifs classiques.Ces crémaillères mobiles ont un mouvement de va-etvient rectiligne et peuvent pratiquer, selon la nécessité du fonctionnement de l'ensemble du dispositif, une distance de course variable ce qui permet à un arbre situé perpendiculairement à leur mouvement, au centre du carter, d'être entrain par des roues libres qui lui sont inhérentes et qui adhèrent également à ces crémaillères et par conséquent permet ainsi a cet arbre d'obtenir un couple ayant un rendement maximum utilisable.The device according to the invention makes it possible to avoid this drawback. In this one, in fact, it is possible to freely and easily vary the distance of the travel of the metal members having a reciprocating straight movement and the force of which must be converted into rotary torque. This result is obtained by the use of a plurality of racks opposite and offset, one with respect to the other, which slide in a suitably lubricated casing and which serve to drive freewheels operating alternately. These mobile racks are associated with the aforementioned metal members and replace the use of connecting rods and crankshafts of conventional devices. These mobile racks have a straight back and forth movement and can, depending on the need for the operation of the entire device, variable stroke distance which allows a shaft located perpendicular to their movement, in the center of the housing, to be driven by free wheels which are inherent in it and which also adhere to these racks and therefore allows this shaft to obtain a torque having a maximum usable yield.

Une autre particularité de l'invention est constituée par la disposition dans le carter de la pluralité de crémaillères mobiles, fixées entre elles par deux organes métalliques à chacun de leurs embouts.Another feature of the invention is constituted by the arrangement in the casing of the plurality of movable racks, fixed together by two metal members to each of their end pieces.

Ces crémaillères qui coulissent dans le carter sont disposées de telle façon dans celui-ci, qu'elles se trouvent opposées et décalées, l'une par rapport à l'autre.These racks which slide in the casing are arranged in such a way that they are opposite and offset, with respect to one another.

Une autre caractéristique de l'invention est l'utilisation dans le dispositif d'une pluralité de roues libres, qui fonctionnent alternativement, suivant le mouvement de va-et-vient rectiligne de l'ensemble des crémaillères auxquelles elles adhèrent ; quoique chacune de ces roues libres n'adhère précisément qu'a une seule crémaillère.Another characteristic of the invention is the use in the device of a plurality of free wheels, which operate alternately, according to the rectilinear reciprocating movement of all the racks to which they adhere; although each of these freewheels adheres precisely to only one rack.

Ainsi, tandis qu'une ou plusieurs roues libres fonctionnent en agissant pour entraîner l'arbre, auquel elles sont cependant toutes inhérentes, en réalisant ainsi le couple rotatif, en sens unique, de celui-ci, l'autre ou les autres roues libres tournent à l'envers, sans entraîner l'arbre dans leur rotation inverse.Thus, while one or more freewheels operate by acting to drive the shaft, to which they are however all inherent, thereby achieving the rotary torque, in one direction, thereof, the other or the other freewheels turn upside down, without driving the shaft in their reverse rotation.

Cette combinaison permet d'éviter l'existence d'un couple contraire et néfaste à celui précité et par conséquent aussi à la bonne rotation dudit arbre.This combination makes it possible to avoid the existence of a torque opposite and harmful to that mentioned above and therefore also to the correct rotation of said shaft.

Les dessins annexés représentent à titre d'exemples non limitatifs un mode de réalisation de ce nouveau convertisseur de force objet de la présente invention.The accompanying drawings show by way of nonlimiting examples an embodiment of this new force converter object of the present invention.

Le figure 1 représente schématiquement une vue détaillée en perspective du dispositif se trouvant à l'intérieur d'un carter non figuré.Figure 1 schematically shows a detailed perspective view of the device located inside a housing not shown.

La figure 2 représente schématiquement une vue de face du dispositif.FIG. 2 schematically represents a front view of the device.

En regard de la figure 1, nous voyons un mode de réalisation du dispositif intérieur d'un carter, ici non figuré. Ce dispositif mécanique comporte un arbre A adhérant au carter non figuré et il est situé perpendiculairement à deux crémaillères mobiles B et C. Ces crémaillères B et C sont opposées et décalées, l'une par rapport à l'autre et coulissent dans ce carter. Sur cet arbre A sont fixées deux roues libres D et E qui doivent entraîner celui-ci dans une rotation en sens unique. Ces deux roues libres D et E fonctionnent aternativement, l'une par rapport à l'autre, et sont elles-mêmes entrainées par les crémaillères B et C, lesquelles coulissent dans le carter suivant un mouvement de va-et-vient rectiligne. Deux organes métalliques F et G situés aux embouts de ces crémaillères B et C les lient ensemble.Ces organes F et G subissent les effets d'une force quelconque extérieure et entraînent les crémaillères B et C dans un mouvement de va-et-vient. Ils permettent ainsi à celles-ci d'agir sur les roues libres D et E et par conséquence sur l'arbreA transformant, en l'occurence, la force parcourant un trajet rectiligne et ayant un mouvement de va-et-vient et dont la distance de course est variable, en un couple rotatif utilisable inhérent à cet arbre A.With reference to FIG. 1, we see an embodiment of the interior device of a casing, here not shown. This mechanical device comprises a shaft A adhering to the casing not shown and it is located perpendicular to two movable racks B and C. These racks B and C are opposite and offset, one with respect to the other and slide in this casing. On this shaft A are fixed two free wheels D and E which must drive the latter in a one-way rotation. These two freewheels D and E operate alternately, one with respect to the other, and are themselves driven by the racks B and C, which slide in the casing in a rectilinear reciprocating movement. Two metal members F and G located at the ends of these racks B and C bind them together. These members F and G are subjected to the effects of any external force and drive the racks B and C in a back and forth movement. They thus allow them to act on the freewheels D and E and consequently on the shaftA transforming, in this case, the force traveling a rectilinear path and having a back and forth movement and whose stroke distance is variable, in a usable rotary torque inherent to this shaft A.

En regard de la figure 2, nous voyons le dispositif assemblé qui comporte un carter non représenté ici dans lequel doit coulisser deux crémaillères B et C, opposées et décalées, l'une par rapport à l'autre et entraînant dans leur mouvement de va-et-vient, deux roues libres D et E qui fonctionnent alternativement. Dans cette figure 2 la représentation d'une seule crémaillère est complète et l'autre est incomplète ; ceci volontairement, afin de bien indiquer que chaque roue libre D ou E n'adhère qu'a une seule crémaillère. D'ailleurs une seule de ces roues libres D ou E est ici apparente.With reference to FIG. 2, we see the assembled device which comprises a casing not shown here in which two racks B and C must slide, opposite and offset, one with respect to the other and resulting in their movement of movement. back and forth, two freewheels D and E which operate alternately. In this figure 2 the representation of a single rack is complete and the other is incomplete; this voluntarily, in order to clearly indicate that each free wheel D or E only adheres to a single rack. Besides, only one of these freewheels D or E is here apparent.

Nous voyons en F et G les deux oganes métalliques qui lient à leurs embouts les crémaillères B et C entre elles et qui subissent les effets d'une force extérieure permettant le fonctionnement de l'ensemble du dispositif. Enfin, au centre du carter non dessiné, et ce, perpendiculairement aux deux crémaillères, nous voyons l'arbre A sur lequel sont fixées les roues libres D et E.We see in F and G the two metallic ogans which link to their end caps the racks B and C between them and which undergo the effects of an external force allowing the functioning of the whole device. Finally, in the center of the not drawn casing, and this, perpendicular to the two racks, we see the shaft A on which are fixed the freewheels D and E.

L'application principale et particulièrement intéressante de l'invention est son utilisation possible dans des houlomotrices, permettant de transformer en électricité, par des génératrices électriques annexées à celles-ci; les diverses forces, inherentes à des flotteurs subissant les effets de l'amplitude de la houle ; car en effet, ce convertisseur peut être l'appareil intermédiaire utile, entre un flotteur et une génératrice électrique. Evidemment, ce convertisseur peut avoir d'autres applications industrielles diverses. The main and particularly advantageous application of the invention is its possible use in wave power generators, making it possible to transform into electricity, by electric generators annexed thereto; the various forces inherent in floats undergoing the effects of the amplitude of the swell; because indeed, this converter can be the useful intermediate device, between a float and an electric generator. Obviously, this converter can have other diverse industrial applications.

Claims

1. Mechanical device of the force converter type making it possible to transform a force inherent in metal members which have a rectilinear reciprocating movement into a rotating couple acting in one direction around an axis perpendicular to the above-mentioned rectilinear movement. This device for obtaining this result is characterized by the functions fulfilled by a plurality of racks which it comprises. These racks, opposite and offset, with respect to one another, slide in a suitably lubricated casing and serve to drive freewheels operating alternately. These mobile racks are associated with the aforementioned metal members and replace the use of connecting rods and crankshafts of conventional devices. These mobile racks have the main function of traveling a rectilinear path by a back and forth movement and can practice, depending on the need for operation of the entire device, a variable stroke distance; which allows a shaft located perpendicular to their back-and-forth movement, in the center of the housing, to be driven by freewheels which are inherent in it and which also adhere to these racks: this also allows this shaft to '' obtain a torque with a maximum usable yield; the rotation of the shaft obviously being in one direction.

2. Device according to claim i characterized by the arrangement in the housing of the plurality of movable racks, fixed together by two metal members to each of their ends. These racks which slide in the casing are arranged in such a way that they are opposite and offset, with respect to one another.

3. Device according to claim 1 characterized by the use of a plurality of free wheels which operate alternately according to the straight back and forth movement of all the racks to which they adhere; although each of these freewheels adheres precisely to only one rack.

Thus, while one or more freewheels operate by acting to drive the shaft, to which they are however all inherent, thereby achieving the rotary torque, in one direction, thereof, the other or the other freewheels turn upside down, without driving the shaft in their reverse rotation.

This combination makes it possible to avoid the existence of a torque opposite and harmful to that mentioned above and therefore also to the correct rotation of said shaft.