FR2609770A1

FR2609770A1 - Device for varying the speed of a rotary input shaft for driving an output shaft

Info

Publication number: FR2609770A1
Application number: FR8700673A
Authority: FR
Original assignee: LORENZETTI JACQUES
Current assignee: LORENZETTI JACQUES
Priority date: 1987-01-21
Filing date: 1987-01-21
Publication date: 1988-07-22

Abstract

The present invention relates to a speed-varying device. The device especially comprises a gear 4 driven by an input shaft 1, a rotary member 10 transmitting its movement to an output shaft 2, and toothed member 5 with a guide path 9 in which there is engaged the rotary member 10 giving the toothed member 5 a rectilinear movement. The invention finds its application, for example, in the field of internal combustion engines.

Description

La présente invention concerne un dispositif variateur de la vitesse d'un arbre rotatif d'entrée pour l'entraînement d'un arbre de sortie en un mouvement variant périodiquement entre une vitesse nulle et une vitesse prédéterminée. The present invention relates to a device for varying the speed of a rotary input shaft for driving an output shaft in a movement varying periodically between a zero speed and a predetermined speed.

Les dispositifs connus à ce jour, qui sont en mesure d'accomplir cette fonction présentent une structure trop complexe et nécessitent des moyens de commande spécifiques qui sont destinés à déterminer des phases de vitesse différente
La présente invention a pour but de proposer un dispositif variateur du type défini plus haut qui pallie aux inconvénients des dispositifs connus.The devices known to date, which are able to perform this function have an overly complex structure and require specific control means which are intended to determine phases of different speed
The object of the present invention is to propose a variator device of the type defined above which overcomes the drawbacks of known devices.

Pour atteindre ce but, un variateur de vitesse selon l'invention comprend un pignon entraîné en rotation par ledit arbre d'entrée et engrenant une denture prévue au pourtour d'un organe oblong comprenant une partie médiane dont les deux côtés extérieurs sont conformés en crémaillères rectilignes parallèles et dont les deux extrémités présentent un profil semi-circulaire, et un élément rotatif adapté à transmettre son mouvement à l'arbre de sortie, ledit organe comprenant des moyens formant un chemin de guidage rectiligne parallèle auxdits côtés formant crémaillères, dans lequel s'engage ledit élément de façon à permettre à l'organe denté un mouvement rectiligne, ce chemin de guidage ayant une longueur telle que l'axe dudit élément se confond avec les centres de courbure des extrémités semi-circulaires de l'organe, lorsque celui-ci occupe ses positions extrêmes et ledit organe comprenant les moyens lui interdisant toute rotation dans ledit chemin de guidage. To achieve this goal, a variable speed drive according to the invention comprises a pinion driven in rotation by said input shaft and meshing a toothing provided at the periphery of an oblong member comprising a middle part whose two outer sides are shaped as racks parallel rectilinear and whose two ends have a semi-circular profile, and a rotary element adapted to transmit its movement to the output shaft, said member comprising means forming a rectilinear guide path parallel to said sides forming racks, in which s engages said element so as to allow the toothed member a rectilinear movement, this guide path having a length such that the axis of said element merges with the centers of curvature of the semi-circular ends of the member, when that -It occupies its extreme positions and said member comprising the means preventing it from rotating in said guide path.

Selon une caractéristique avantageuse de l'invention, la longueur des parties formant crémaillères et le rayon des parties arrondies de l'organe denté déterminent le rapport des périodes de vitesse nulle et de vitesse prédéterminée du mouvement de l'arbre de sortie. According to an advantageous characteristic of the invention, the length of the parts forming racks and the radius of the rounded parts of the toothed member determine the ratio of the periods of zero speed and predetermined speed of the movement of the output shaft.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le chemin de guidage de l'organe denté est réalisé sous forme d'un évidement dans l'organe denté. According to another advantageous characteristic of the invention, the guide path of the toothed member is produced in the form of a recess in the toothed member.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'élément s'engageant dans le chemin de guidage présente une section transversale non circulaire, avantageusement carrée et le chemin de guidage possède un profil correspondant à la forme dudit élément. According to another advantageous characteristic of the invention, the element engaging in the guide path has a non-circular cross section, advantageously square and the guide path has a profile corresponding to the shape of said element.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'organe denté est monté mobile sur des moyens à roulement à billes. According to another advantageous characteristic of the invention, the toothed member is mounted movable on means with ball bearings.

Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, les moyens à roulement à billes comportent une plaque formant palier pour une multitude de billes réparties avantageusement sur toute la surface que couvre l'organe denté lors de ses déplacements rectilignes et rotatifs, ledit organe reposant sur ces billes. According to another advantageous characteristic of the invention, the means with ball bearings comprise a plate forming a bearing for a multitude of balls advantageously distributed over the entire surface which the toothed member covers during its rectilinear and rotary movements, said member resting on these marbles.

L'invention sera mieux comprise, et d'autres buts, caractéristiques, détails et avantages de celle-ci apparaîtront plus clairement au cours de la description explicative qui va suivre faite en référence aux dessins schématiques annexés donnés uniquement à titre d'exemple illustrant un mode de réalisation de l'invention et dans lesquels
- la figure 1 est une vue schématique en perspective et en coupe partielle d'un variateur de vitesse selon la présente invention, et
- les figures 2 et 3 sont des vues schématiques destinées à illustrer le fonctionnement du variateur de vitesse selon la figure 1.The invention will be better understood, and other objects, characteristics, details and advantages thereof will appear more clearly during the explanatory description which follows, made with reference to the appended schematic drawings given solely by way of example illustrating a embodiment of the invention and in which
FIG. 1 is a schematic perspective view in partial section of a variable speed drive according to the present invention, and
- Figures 2 and 3 are schematic views intended to illustrate the operation of the variable speed drive according to Figure 1.

Sur les figures les arbres d'entrée et de sortie portent les références respectivement 1 et 2. L'arbre d'entrée 1 transmet sa rotation par un jeu de pignons 3 à un pignon 4 qui engrène la denture prévue au pourtour d'un organe de forme oblongue 5. La partie médiane 6 de celui-ci possède des côtés rectilignes formant alors crémaillères, tandis que les extrémités 7 sont de forme semi-circulaire. In the figures, the input and output shafts bear the references 1 and 2 respectively. The input shaft 1 transmits its rotation by a set of pinions 3 to a pinion 4 which meshes the toothing provided at the periphery of an organ oblong in shape 5. The middle part 6 thereof has rectilinear sides then forming racks, while the ends 7 are of semi-circular shape.

L'organe denté 5 comprend un évidement 9 de forme avantageusement parallélépipédique , qui s'étend dans l'axe longitudinal de l'organe 5 et forme un chemin de guidage pour un élément 10 à section transversale avantageusement carrée. Cet élément 10 est solidaire en rotation de l'arbre de sortie 2. L'évidement 9 et l'élément 10 sont dimensionnés de telle manière que ce dernier ne puisse effectuer dans l'évidement qu'un mouvement de translation. The toothed member 5 comprises a recess 9 of advantageously parallelepiped shape, which extends in the longitudinal axis of the member 5 and forms a guide path for an element 10 with advantageously square cross section. This element 10 is integral in rotation with the output shaft 2. The recess 9 and the element 10 are dimensioned in such a way that the latter can only carry out in the recess a translational movement.

En raison de cette configuration et de la disposition relative des différents éléments composant le variateur de vitesse, l'organe 5 effectue un mouvement rectiligne tant que le pignon 4 engrène un des côtés latéraux 6 formant crémaillères rectilignes et un mouvement de rotation lorsque le pignon 4 vient en prise avec une des parties de forme semi-circulaire 7.Due to this configuration and the relative arrangement of the various elements making up the speed controller, the member 5 performs a rectilinear movement as long as the pinion 4 engages one of the lateral sides 6 forming rectilinear racks and a rotational movement when the pinion 4 engages with one of the semi-circular parts 7.

Pour réduire les forces de friction que doit vaincre organe 5 lors de son mouvement complexe, celui-ci prend appui sur un palier à billes 11, les billes indiquées en 12 étant réparties sur toute la surface que balaie l'organe 5 pendant son mouvement. In order to reduce the friction forces which organ 5 has to overcome during its complex movement, the latter is supported on a ball bearing 11, the balls indicated at 12 being distributed over the entire surface swept by organ 5 during its movement.

Il est à noter que l'évidement de guidage 9 présente une longueur telle que l'axe de rotation de l'élément 10 se confond avec le centre des parties arrondies 7 lorsque l'organe 5 se trouve dans ses positions extrêmes de son mouvement rectiligne. It should be noted that the guide recess 9 has a length such that the axis of rotation of the element 10 merges with the center of the rounded parts 7 when the member 5 is in its extreme positions of its rectilinear movement. .

Le fonctionnement du dispositif variateur de vitesse selon la présente invention ressort des figures 1 à 3 et de la description qui vient d'etre faite. The operation of the speed variator device according to the present invention is apparent from Figures 1 to 3 and the description which has just been made.

L'arbre d'entrée 1 est considéré comme tournant à une vitesse constante. On comprend aisément que la rotation de l'arbre 1 et du pignon 4 ne provoque qu'un mouvement rectiligne de l'organe denté 5 tant que le pignon 4 engrène un des côtés 6 formant crémaillères rectilignes de l'organe 5. Par conséquent l'élément 10 et ainsi l'arbre de sortie 2 restent immobiles. Lorsque l'organe 5 atteint la position a indiquée en trait interrompus à la figure 2, le pignon commence à engrener une des parties arrondies 7 de l'organe 5. Tant que le pignon est en prise avec cette partie 7, l'organe 5 est entraîné en rotation , comme cela montre clairement la figure 3, et effectue un mouvement de 1800, pour atteindre la position indiquée en traits pleins sur la figure 2. The input shaft 1 is considered to rotate at a constant speed. It is easily understood that the rotation of the shaft 1 and of the pinion 4 only causes a rectilinear movement of the toothed member 5 as long as the pinion 4 meshes with one of the sides 6 forming rectilinear racks of the member 5. Consequently l element 10 and thus the output shaft 2 remain stationary. When the member 5 reaches the position indicated in broken lines in FIG. 2, the pinion begins to mesh one of the rounded parts 7 of the member 5. As long as the pinion is engaged with this part 7, the member 5 is rotated, as clearly shown in Figure 3, and performs a movement of 1800, to reach the position shown in solid lines in Figure 2.

La rotation de l'élément 10 a pour conséquence la rotation de l'arbre de sortie 2. A cette phase de rotation de l'arbre de sortie 2 suit à nouveau une phase d'immobilisation de cet arbre puisque le pignon 4 sera à nouveau en prise avec une partie formant crémaillère 6 de l'organe 5.The rotation of the element 10 results in the rotation of the output shaft 2. At this phase of rotation of the output shaft 2 again follows a phase of immobilization of this shaft since the pinion 4 will again be engaged with a rack portion 6 of the member 5.

Si l'on utilise l'arbre 2 comme arbre de sortie, on obtient un mouvement pas à pas, chaque pas correspondant à un mouvement angulaire de 1800. En associant à l'arbre 2 un engrenage par exemple l'engrenage 13 représenté à la figure 1, on peut transformer ce mouvement pas à pas de 1800 en un mouvement pas à pas où chaque pas correspond à un mouvement angulaire d'une valeur en fonction du rapport de transmission de l'engrenage 13.Ce mouvement peut être capté à l'arbre indiqué en 14. If the shaft 2 is used as the output shaft, a stepwise movement is obtained, each step corresponding to an angular movement of 1800. By associating with the shaft 2 a gear, for example the gear 13 shown in the figure 1, we can transform this 1800 step movement into a step movement where each step corresponds to an angular movement of a value according to the transmission ratio of the gear 13.This movement can be captured at tree indicated in 14.

Claims

1.- Device for varying the speed of a rotary input shaft for driving an output shaft in a movement varying periodically between a zero speed and a predetermined speed, characterized in that it comprises a pinion ( 4) driven in rotation by the input shaft (1) and meshing a toothing provided at the periphery of an oblong member (5) comprising a median part whose two outer sides are formed into parallel rectilinear racks (6) and of which the ends have a semi-circular profile (7), and a rotary member (10) adapted to transmit its movement to the output shaft (2), said member (5) comprising means forming a guide path (9) rectilinear, parallel to said sides forming racks (6), in which engages said element (10) so as to allow the toothed member (5) a rectilinear movement, this guide path having a length such that the axis of said element (10) merges with the centers of curvature of the ends s semicircular (7) of the member (5), when the latter occupies its extreme positions and said element comprising the means preventing it from rotating in said guide path.

2.- Variable speed drive according to claim 1, characterized in that the length of the parts forming racks (6) and the radius of the parts (7) of the toothed member (5) determine the ratio of the periods of zero speed and predetermined speed of movement of the output shaft (2, 14).

3. A variable speed drive according to one of claims 1 or 2, characterized in that the guide path (9) is produced in the form of a recess in the toothed member (5).

4. Variable speed drive according to one of the preceding claims, characterized in that the aforementioned element (10) engaging in the guide path (9) has a non-circular cross section, advantageously square, and the path of guide (9) has a profile corresponding to the shape of said element (10).

5. A speed controller according to one of the preceding claims, characterized in that the toothed member (5) is movably mounted on means with ball bearings (11).

6. A variable speed drive according to claim 5, characterized in that the ball bearing means (11) comprise a bearing plate for a multitude of balls (12) advantageously distributed over the entire surface swept by the toothed member ( 5) during its rectilinear and rotary movements.