FR3024193A1 - DOUBLE EFFECT TANGENTIAL DRIVE MOTOR DEVICE - Google Patents
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Abstract
La présente invention a pour objet un dispositif de moteur à entraînement tangentiel à double effet comprenant au moins un actionneur (2) comprenant un élément (1) rigide de transmission d'effort, tel qu'une tige de piston, un mécanisme d'entraînement et de transmission (3, 4) et un arbre de sortie (5) mobile en rotation autour de son axe, ledit mécanisme reliant fonctionnellement ledit élément (1) et ledit arbre de sorte à pouvoir transformer le mouvement linéaire alternatif dudit élément (1) en rotation continue dudit arbre dans un seul sens pour les deux mouvements. Le mécanisme d'entraînement et de transmission (3, 4) comprend deux surfaces externes rectilignes de contact et d'entraînement solidaire dudit élément, décalées l'une par rapport à l'autre, et deux roues mobiles (4a, 4b) montées sur l'arbre de sortie, dont l'une (4b) coopère directement avec l'une des deux surfaces et l'autre indirectement avec l'autre surface via une roue (4c) intermédiaire d'inversion.The present invention relates to a double-acting tangential drive motor device comprising at least one actuator (2) comprising a rigid transmission element (1), such as a piston rod, a drive mechanism and transmission (3, 4) and an output shaft (5) rotatable about its axis, said mechanism operatively connecting said member (1) and said shaft so as to be able to transform the reciprocating linear motion of said member (1) in continuous rotation of said shaft in one direction for both movements. The drive and transmission mechanism (3, 4) comprises two rectilinear contact and integral outer surfaces secured to said element, offset relative to one another, and two movable wheels (4a, 4b) mounted on the output shaft, one of which (4b) cooperates directly with one of the two surfaces and the other indirectly with the other surface via an intermediate wheel (4c) inversion.
Description
- 1 - DESCRIPTION La présente invention concerne le domaine des moteurs à piston et a pour objet un dispositif de moteur à entraînement tangentiel à double effet. On connaît déjà des moteurs à entraînement tangentiel connus 5 sous les noms de moteurs à piston ou de machines motrices et dont le principe est de transformer un mouvement linéaire alternatif en rotation continue et plus particulièrement d'utiliser la force d'au moins un vérin pour faire tourner un arbre de sortie pouvant faire office, en tant qu'arbre moteur, de prise de force. Le déplacement linéaire alternatif est un 10 déplacement, selon un mouvement de va et vient, dans deux sens de mouvement, de la tige de piston du vérin. Un moteur de ce type comprend au moins un piston alternatif monté dans un actionneur tel qu'un vérin, un mécanisme de transmission et un arbre de sortie, ledit système étant conçu pour réaliser la liaison 15 mécanique entre le piston et l'arbre de sortie de sorte à permettre la conversion du mouvement alternatif du piston en un mouvement de rotation assurant la rotation de l'arbre de sortie autour de son axe ou de lui même. Le système de transmission consiste généralement en au moins une crémaillère engrenant au moins une roue libre capable d'entraîner en 20 rotation autour de son axe l'arbre de sortie. La roue libre est un mécanisme bien connu utilisé pour entraîner un axe en rotation dans un seul sens et ne pas entraîner ledit axe dans l'autre sens. Parmi les moteurs à piston connus, on peut distinguer les moteurs reposant sur un fonctionnement à simple effet qui exploite un seul 25 des deux sens de déplacement de la tige du vérin pour entraîner la rotation de l'arbre de sortie et les moteurs reposant sur un fonctionnement à double effet qui exploitent les deux sens de mouvement c'est-à-dire tant la sortie de la tige du vérin que sa rentrée. Parmi les moteurs reposant sur le principe à simple effet, on 30 citera les documents suivants : Le document FR 2 603 680 concerne un dispositif utilisant les tiges de vérins qui engrènent directement ou indirectement sur des pignons d'entraînement disposés sur l'arbre moteur. Il est composé d'un socle massif fixé sur le sol et comporte au moins deux vérins à double effets 3024193 - 2 - agissant alternativement, solidaires d'un socle. La tige de chaque vérin est solidaire d'une crémaillère qui coulisse dans une glissière disposée dans le socle et dont les dents viennent en regard d'un pignon d'entraînement monté sur l'arbre avec un mécanisme d'effet roue libre permettant le retour alternatif des tiges, c'est-à-dire que chaque roue libre ne transmet un mouvement de rotation reçu que dans un seul sens et lorsque le piston est dans un phase de temps appelée temps moteur, tandis que chaque roue libre, lorsque le piston n'est pas dans un temps moteur, libère les mouvements relatifs de l'arbre par rapport à ceux du piston. D'autre part, les vérins sont 10 montés en inverse de phase pour assurer une continuité de la rotation. Le document JPS60179564 a pour objet un moteur utilisant des vérins à simple effets munis de crémaillères sur leurs tiges pour un entraînement mutuel des tiges de vérin grâce à des pignons de l'une à l'autre ainsi que pour un entraînement d'un arbre de sortie.The present invention relates to the field of piston engines and relates to a double-acting tangential drive motor device. Tangential drive motors known under the names of piston engines or engines are already known and whose principle is to convert a linear reciprocating movement into a continuous rotation and more particularly to use the force of at least one cylinder for rotating an output shaft that can act as a power shaft PTO. The reciprocating linear displacement is a movement in two directions of movement of the piston rod of the cylinder. An engine of this type comprises at least one reciprocating piston mounted in an actuator such as a cylinder, a transmission mechanism and an output shaft, said system being designed to provide the mechanical connection between the piston and the output shaft. so as to allow the conversion of the reciprocating motion of the piston into a rotational movement ensuring the rotation of the output shaft about its axis or itself. The transmission system generally consists of at least one rack meshing with at least one free wheel capable of rotating the output shaft about its axis. The freewheel is a well-known mechanism used to drive an axis in rotation in one direction and not to drive said axis in the other direction. Among the known piston engines, it is possible to distinguish the engines based on a single-acting operation which exploits only one of the two directions of movement of the rod of the jack to cause the rotation of the output shaft and the motors resting on a double-acting operation that exploit the two directions of movement that is to say both the output of the rod of the cylinder as its return. Among the engines based on the single effect principle, the following documents will be mentioned: Document FR 2 603 680 relates to a device using the rods of jacks which engage directly or indirectly on drive gears arranged on the motor shaft. It consists of a solid base fixed on the ground and comprises at least two double effect cylinders 3024193 - 2 - acting alternately, integral with a base. The rod of each cylinder is secured to a rack which slides in a slideway disposed in the base and whose teeth are opposite a drive pinion mounted on the shaft with a freewheel mechanism allowing the return alternating rods, that is to say that each free wheel transmits a rotation movement received only in one direction and when the piston is in a time phase called engine time, while each free wheel, when the piston is not in a driving time, releases the relative movements of the shaft relative to those of the piston. On the other hand, the cylinders are mounted in reverse phase to ensure continuity of rotation. The document JPS60179564 relates to a motor using single-acting cylinders provided with racks on their rods for mutual driving of the jack rods by means of gears from one to the other as well as for a drive of a shaft of exit.
15 Le document DE 4223490 divulgue un montage comprenant deux actionneurs simple effets entraînés l'un par rapport à l'autre à travers une crémaillère et un pignon, l'entraînement de l'arbre de sortie se faisant à partir du pignon à travers alternativement l'une ou l'autre des deux roues libres.DE 4223490 discloses a mounting comprising two single acting actuators driven relative to one another through a rack and a pinion, driving the output shaft from the pinion through alternately through one or the other of the two free wheels.
20 Toutefois, les dispositifs de moteurs à simple effets divulgués par ces trois documents nécessitent l'utilisation d'au moins deux vérins, ce qui rend les dispositifs complexe et augmente d'autant le coût de fabrication et la maintenance du moteur. Parmi les moteurs reposant sur le principe à double effet, qui 25 permet de faire tourner un arbre dans un seul sens, pour les deux mouvements d'un même actionneur linéaire, par exemple un vérin hydraulique ou pneumatique, on citera le document GB 411808 qui a pour objet une machine à piston comprenant un piston, une crémaillère double en forme de fourche constituant un prolongement de la tige de piston, deux 30 roues dentées ou engrenages et un arbre de sortie. Les deux crémaillères rectilignes, dont les normales à leur surface de contact et d'entraînement sont orientées en sens inverse, s'étendent parallèlement à l'axe du piston, de part et d'autre de l'arbre de sortie, et ne se trouvent pas en face l'une de l'autre afin de pouvoir engrener avec leurs engrenages respectifs qui sont 35 accouplés avec des roues libres respectives avec l'arbre de sortie perpendiculaire aux crémaillères. Chaque crémaillère est prévue pour n'entraîner la roue libre correspondante que d'un côté de l'arbre. Ainsi, 3024193 - 3 - chaque roue libre entraîne l'arbre pour un sens de sortie, l'autre entraîne l'arbre pour l'autre sens de sortie. Toutefois, si ce dispositif de moteur à double effet divulgué dans le document GB 411808 fonctionne sur la base d'un seul piston, la 5 structure de la fourche est complexe et entraîne un coût de fabrication élevé. En outre les dispositifs décrits dans les documents précités ne permettent pas d'obtenir des rendements suffisamment efficaces. La présente invention a pour but de pallier ces inconvénients en proposant un dispositif de moteur à entraînement tangentiel à double effet 10 permettant d'obtenir de très bons rendements et présentant une structure plus simple et plus légère que celle des moteurs existants. A cet effet, la présente invention a pour objet un dispositif de moteur à entraînement tangentiel à double effet comprenant au moins un actionneur comprenant un élément de transmission d'effort rigide capable 15 d'être animé d'un mouvement linéaire de va et vient, un arbre de sortie perpendiculaire audit sens de va et vient et un mécanisme d'entraînement et de transmission reliant fonctionnellement ledit arbre audit élément de sorte à pouvoir transformer son mouvement linéaire alternatif en rotation continue dudit arbre autour de son axe dans un seul sens, dit sens moteur, 20 quelque soit le sens de mouvement dudit élément, ledit mécanisme comprenant une première et une deuxième surfaces externes rectilignes de contact et d'entraînement solidaires dudit élément de sorte à pouvoir être déplacées ensemble avec ce dernier dans les deux mouvements, deux roues libres comprenant chacune une bague externe présentant une surface 25 externe circulaire de contact et d'entraînement, la surface externe circulaire de la deuxième roue libre étant apte à coopérer directement par transmission de mouvement tangentiellement avec la première surface externe rectiligne, lesdites roues libres étant montées chacune, l'une à côté de l'autre, coaxialement sur ledit arbre de sorte à pouvoir, d'une part, sous l'effet de la 30 rotation de leur bague externe dans le sens moteur, entraîner ledit arbre dans le sens moteur et, d'autre part, libérer ce dernier, en ne l'entraînant pas en rotation, dans leur sens de rotation inverse, et se caractérisant essentiellement en ce que lesdites première et deuxième surfaces externes rectilignes sont décalées entre elles à des niveaux 35 différents en s'étendant dans deux plans respectifs parallèles et disjoints et en ce que ledit mécanisme comprend en outre une roue intermédiaire d'inversion mobile en rotation autour d'un axe parallèle à l'arbre de sortie 3024193 - 4 - et présentant une surface externe circulaire de contact et d'entraînement apte à coopérer, par transmission de mouvement, avec la deuxième surface externe circulaire et avec la deuxième surface externe rectiligne, ceci de sorte que, sous l'effet du mouvement dans chaque sens dudit élément, le 5 déplacement de la première surface externe rectiligne entraîne directement la rotation de la bague externe de la première roue libre et le déplacement de la deuxième surface externe rectiligne entraîne indirectement, via la roue intermédiaire avec laquelle elle est en contact d'entraînement, la rotation de la bague externe de la deuxième roue libre dans le sens inverse de la bague 10 externe de la première roue libre. L'invention sera mieux comprise, grâce à la description ci-après, qui se rapporte à un mode de réalisation préféré, donné à titre d'exemple non limitatif, et expliqué avec référence aux dessins schématiques annexés, dans lesquels : 15 - la figure 1 montre une vue en perspective schématique de trois quart d'un côté du dispositif selon la présente invention dans un mode de réalisation préférentiel et dans une forme de réalisation préférentielle de l'actionneur en tant que vérin pneumatique, - la figure 2 montre le dispositif représenté sur la figure 1 dans 20 une autre orientation de trois quart de l'autre côté. Les figures montrent un dispositif de moteur à entraînement tangentiel à double effet comprenant au moins un actionneur 2 comprenant un élément 1 de transmission d'effort rigide capable d'être animé d'un mouvement linéaire de va et vient, un arbre de sortie 5 perpendiculaire audit 25 sens de va et vient et un mécanisme d'entraînement et de transmission 3, 4 reliant fonctionnellement ledit arbre audit élément de sorte à pouvoir transformer son mouvement linéaire alternatif en rotation continue dudit arbre autour de son axe dans un seul sens, dit sens moteur M, quelque soit le sens de mouvement dudit élément. Le mécanisme d'entraînement et de 30 transmission 3, 4 comprend une première et une deuxième surfaces externes rectilignes 3a, 3b de contact et d'entraînement solidaires dudit élément de sorte à pouvoir être déplacées ensemble avec ce dernier dans les deux mouvements de va et vient, deux roues libres 4a, 4b comprenant chacune une bague externe 41a, 41b présentant une surface externe circulaire 40a, 35 40b de contact et d'entraînement, la surface externe circulaire 40a de la deuxième roue libre étant apte à coopérer directement par transmission de mouvement tangentiellement avec la première surface externe rectiligne 3a. 3024193 - 5 - Les deux roues libres 4a, 4b sont montées chacune, l'une à côté de l'autre, coaxialement sur l'arbre de sortie 5 de sorte à pouvoir, d'une part, sous l'effet de la rotation de leur bague externe 41a, 41b dans le sens moteur M, entraîner l'arbre de sortie 5 dans le sens moteur M et, d'autre part, libérer ce 5 dernier, en ne l'entraînant pas en rotation, c'est-à-dire dans le sens moteur M, dans leur sens de rotation inverse, c'est-à-dire inverse au sens moteur M. Conformément à la présente invention, dans un tel dispositif, les première et deuxième surfaces externes rectilignes 3a, 3b sont décalées entre elles à des niveaux différents en s'étendant dans deux plans 10 respectifs parallèles et disjoints. D'autre part, le mécanisme d'entraînement et de transmission 3, 4 comprend en outre une roue 4c intermédiaire d'inversion mobile en rotation autour d'un axe 6 parallèle à l'arbre de sortie 5 et présentant une surface externe circulaire 40c de contact et d'entraînement apte à coopérer, par transmission de mouvement, avec la 15 deuxième surface externe circulaire 40b et, tangentiellement, avec la deuxième surface externe rectiligne 3b. Ainsi, grâce à un tel mécanisme d'entraînement et de transmission 3, 4, sous l'effet du mouvement, dans chaque sens (va et vient), de l'élément 1 de transmission d'effort, le déplacement de la 20 première surface externe rectiligne 3a entraîne directement la rotation de la bague externe 41a de la première roue libre 4a et le déplacement de la deuxième surface externe rectiligne 3b entraîne indirectement, via la roue intermédiaire 4c avec laquelle elle est en contact d'entraînement, la rotation de la bague externe 4 lb de la deuxième roue libre 4b dans le sens inverse de 25 la bague externe 41a de la première roue libre 4a. Dans une forme de réalisation préférentielle de l'actionneur, représentée sur les figures 1 et 2, celui-ci peut consister en un actionneur linéaire du type vérin pneumatique ou hydraulique comprenant une tige de piston et l'élément 1 de transmission d'effort peut consister en ladite tige de 30 piston. Le montage des deux roues libres 4a et 4b peut prendre plusieurs formes de montage et plus particulièrement deux formes de montage, à savoir une première forme de montage telle que celle représentée sur les figures 1 et 2 ; dans laquelle : 35 - sous l'effet du déplacement de l'élément de transmission d'effort 1 dans l'un des deux sens du mouvement, dit sens aller, le cas échéant de la sortie S de la tige de piston formant ledit élément, la première 3024193 - 6 - roue libre 4a, par la rotation de sa bague externe peut être prévue pour entraîner la rotation de l'arbre de sortie 5 dans le sens de rotation moteur M, tandis que la deuxième roue libre 4b peut être prévue pour ne pas entraîner l'arbre de sortie 5, 5 - sous l'effet du déplacement de l'élément de transmission d'effort 1 dans l'autre sens du mouvement, dit sens retour, le cas échéant de la rentrée R de la tige de piston, la première roue libre 4a peut être prévue pour ne pas entraîner la rotation M de l'arbre de sortie 1, tandis que la deuxième roue libre 4b, sous l'effet de sa coopération avec la roue intermédiaire peut être prévue pour entraîner la rotation de l'arbre de sortie 5, et une deuxième forme de montage, non représentée, dans laquelle : - sous l'effet du déplacement de l'élément de transmission d'effort 1 dans le sens aller, le cas échéant de la sortie de la tige de piston formant ledit élément, la première roue libre 4a peut être prévue pour ne pas entraîner la rotation de l'arbre de sortie 5, tandis que la deuxième roue libre 4b peut être prévue pour entraîner l'arbre de sortie 5, - sous l'effet du déplacement de l'élément de transmission d'effort dans le sens retour, le cas échéant de la rentrée de la tige de piston, la première roue libre 4a peut être prévue pour entraîner la rotation de l'arbre de sortie 1, tandis que la deuxième roue libre peut être prévue pour ne pas entraîner la rotation de l'arbre de sortie 5. Dans une autre forme de réalisation de l'actionneur, non représentée sur les figures, celui-ci peut présenter une forme de balancier pouvant comprendre un bras oscillant capable d'animer le mouvement linéaire de va et vient de l'élément 1 de transmission d'effort qui peut consister en une pièce rigide articulée à l'extrémité du bras. Une telle pièce peut être montée coulissante dans un guide rectiligne s'étendant perpendiculairement à l'arbre de sortie 5 et parallèlement aux surfaces externes rectilignes 3a, 3b de contact et d'entraînement. Le balancier peut être actionné par exemple par le mouvement d'oscillation d'une suspension d'un véhicule. L'énergie transmise à l'arbre moteur 5, via le mécanisme d'entraînement 3, 4, par l'actionneur 2, le cas échéant linéaire ou oscillant, peut ainsi être récupérée au niveau de l'arbre de sortie 5, plus particulièrement à l'une de ses extrémités, pour pouvoir entraîner par 3024193 - 7 - exemple un moteur de véhicule, un compresseur d'air, un alternateur électrique ou autre dispositif capable d'utiliser une telle énergie pour son entraînement. On comprendra que dans un tel dispositif : 5 - les deux surfaces externe rectilignes 3a, 3b, solidaires de l'élément 1 de transmission d'effort, et donc de ses deux mouvements de va et vient, sont dédiées chacune à l'une des deux roues libres, - l'une des deux roues libres 4b en contact avec la roue intermédiaire 4c est écartée de la deuxième surface externe rectiligne 3b 10 qui lui est dédiée contrairement à l'autre roue libre 4a qui est en contact directement avec la première surface externe rectiligne 3a. - la roue intermédiaire 4c assure, pour chaque mouvement de l'élément 1 de transmission d'effort, aller ou retour, l'inversion du sens de rotation de la bague externe 4 lb de la deuxième roue libre 3b par rapport au 15 sens de rotation de la bague externe 41a de la première roue libre 4a, mais que les bagues externes 41a, 41b des deux roues libres 4a, 4b respectives tournent dans le même sens, l'une tournant dans le sens moteur M lors de l'un des deux sens de mouvement, aller ou retour, et l'autre tournant dans le sens moteur M lors de l'autre sens de mouvement, aller ou retour, pour 20 assurer alternativement la rotation continue de l'arbre de sortie 5 dans le sens moteur M quelque soit le sens du mouvement de l'élément 1 de transmission d'effort, et ce avec un couple constant et sans à coup. Selon la présente invention, chaque surface externe rectiligne peut être comprise comme étant une surface s'étendant entre deux lignes 25 droites et la surface circulaire peut être comprise comme étant une surface comprise entre deux cercles d'axes confondus. De préférence, les première et deuxième surfaces rectilignes 3a, 3b, en contact d'entraînement respectivement avec la première roue libre 4a et la roue intermédiaire 4c, peuvent s'étendre de part et d'autre d'un plan 30 perpendiculaire à l'arbre de sortie 5 et coupant l'élément 1 de transmission d'effort. En outre, les première et deuxième surfaces rectilignes 3a, 3b peuvent, de préférence, s'étendre d'un seul côté de l'arbre de sortie 5, de préférence à un niveau situé entre le niveau de l'arbre de sortie 5 et le niveau de l'élément 1 de transmission d'effort. Plus particulièrement, les 35 première et deuxième surfaces externes rectilignes 3a, 3b peuvent être situées de part et d'autre d'un premier plan contenant l'axe de déplacement de l'élément 1 de transmission d'effort, le cas échéant de la tige de piston 1, 3024193 - 8 - et de part et d'autre d'un deuxième plan coupant perpendiculairement le premier plan qui s'étend perpendiculairement auxdites surfaces. D'autre part, de préférence, les normales respectives nl, n2 des première et deuxième surfaces rectiligne 3a, 3b peuvent être orientées dans 5 la même direction et le même sens, c'est-à-dire qu'elles ne sont pas orientées en sens inverse en se tournant le dos et peuvent s'étendre sur un côté de l'arbre de sortie 5, c'est-à-dire sans être situées de part et d'autre de ce dernier. Comme on peut le voir sur les figures annexées, dans un mode 10 de réalisation préférentiel, le dispositif selon la présente invention peut comprendre deux crémaillères droites, à savoir une première et une deuxième crémaillères, comportant chacune une face externe munie d'une denture, la première surface externe rectiligne 3a pouvant alors consister en la denture de la première crémaillère et la deuxième surface externe 15 rectiligne 3b pouvant consister en la denture de la deuxième crémaillère. En outre, la surface externe circulaire 40c de la roue intermédiaire 4c et la surface externe circulaire 40a, 40b de la bague externe 41a, 41b de chaque roue libre 4a, 4b peuvent consister chacune en une denture de crémaillère circulaire de sorte que la première roue libre 4a puisse engrener directement 20 avec la première crémaillère droite, que la deuxième roue libre 4b puisse engrener avec la roue intermédiaire 4c et que cette dernière puisse engrener avec la deuxième crémaillère qui engrène alors indirectement avec la deuxième roue libre 4b. Ainsi, l'élément 1 de transmission d'effort peut être associé à 25 deux crémaillères droites comportant chacune l'une des surfaces externes rectilignes 3a, 3b se présentant sous la forme d'une denture engrenant, pour l'une des crémaillères, directement sur la première roue libre 4a montée directement sur l'arbre 5 et, pour l'autre crémaillère 3b, indirectement, par l'intermédiaire de la roue intermédiaire 4c d'inversion, sur la deuxième 30 roue libre 4b montée directement sur l'arbre de sortie 5. Le plan contenant la denture 3b de la deuxième crémaillère est décalé par rapport au plan contenant la denture 3a de la première crémaillère pour éviter qu'elle engrène directement la deuxième roue libre 4b plutôt que la roue intermédiaire 4c.However, the single-acting engine devices disclosed by these three documents require the use of at least two jacks, which makes the devices complex and thus increases the cost of manufacturing and engine maintenance. Among the motors based on the double-acting principle, which makes it possible to rotate a shaft in one direction, for the two movements of the same linear actuator, for example a hydraulic or pneumatic cylinder, mention may be made of document GB 411808 which relates to a piston machine comprising a piston, a fork-shaped double rack constituting an extension of the piston rod, two gears or gears and an output shaft. The two rectilinear racks, whose normals at their contact surface and drive are oriented in the opposite direction, extend parallel to the axis of the piston, on either side of the output shaft, and do not they do not face each other in order to mesh with their respective gears which are coupled with respective freewheels with the output shaft perpendicular to the racks. Each rack is provided to drive the corresponding freewheel on one side of the shaft. Thus, each freewheel drives the shaft for one direction of exit, the other drives the shaft for the other direction of exit. However, if this double-acting engine device disclosed in GB 411808 operates on the basis of a single piston, the fork structure is complex and results in a high manufacturing cost. In addition, the devices described in the above-mentioned documents do not make it possible to obtain sufficiently efficient yields. The present invention aims to overcome these disadvantages by providing a double-acting tangential drive motor device 10 to obtain very good yields and having a simpler structure and lighter than existing engines. To this end, the present invention relates to a double-acting tangential drive motor device comprising at least one actuator comprising a rigid force transmission element capable of being driven by a linear movement back and forth, an output shaft perpendicular to said back-and-forth direction and a drive and transmission mechanism operably connecting said shaft to said member so as to be able to convert its reciprocating linear motion into continuous rotation of said shaft about its axis in a single direction, said motor direction, 20 whatever the direction of movement of said element, said mechanism comprising a first and a second rectilinear external surfaces of contact and drive integral with said element so as to be movable together with the latter in both movements, two wheels each having an outer ring having a circular outer surface of contact and drive, the circular outer surface of the second freewheel being adapted to cooperate directly by transmission of movement tangentially with the first rectilinear outer surface, said freewheels being each mounted, one beside the other, coaxially on said shaft so as to be able, on the one hand, under the effect of the rotation of their outer ring in the motor direction, to drive said shaft in the engine direction and, on the other hand, to release the latter, without causing it not in rotation, in their opposite direction of rotation, and essentially characterized in that said first and second rectilinear outer surfaces are offset from each other at different levels by extending into two respective parallel and disjoint planes and that said mechanism further comprises an intermediate inversion wheel rotatable about an axis parallel to the output shaft 3024193 - 4 - and having an outer surface circular contact and drive adapted to cooperate, by transmission of movement, with the second circular outer surface and with the second rectilinear outer surface, so that, under the effect of the movement in each direction of said element, the 5 displacement of the first rectilinear outer surface directly drives the rotation of the outer ring of the first freewheel and the displacement of the second rectilinear outer surface indirectly drives, via the intermediate wheel with which it is in driving contact, the rotation of the outer ring of the second freewheel in the opposite direction of the outer ring 10 of the first freewheel. The invention will be better understood, thanks to the following description, which refers to a preferred embodiment, given by way of non-limiting example, and explained with reference to the appended diagrammatic drawings, in which: FIG. 1 shows a schematic perspective view of three quarters of a side of the device according to the present invention in a preferred embodiment and in a preferred embodiment of the actuator as a pneumatic cylinder, - Figure 2 shows the device shown in Figure 1 in another three-quarter orientation on the other side. The figures show a double-acting tangential drive motor device comprising at least one actuator 2 comprising a rigid force transmission element 1 capable of being driven by a linear movement back and forth, a perpendicular output shaft 5 said direction of travel back and forth and a drive and transmission mechanism 3, 4 operably connecting said shaft to said member so as to be able to convert its reciprocating linear motion into continuous rotation of said shaft about its axis in a single direction, said sense motor M, whatever the direction of movement of said element. The drive and transmission mechanism 3, 4 comprises a first and a second rectilinear external contact surfaces 3a, 3b integral with said element so that they can be moved together with the latter in the two movements of va and two freewheels 4a, 4b, each comprising an outer ring 41a, 41b having a circular external contact surface 40a, 40b, 40b, the circular outer surface 40a of the second freewheel being able to cooperate directly by transmission of movement tangentially with the first rectilinear outer surface 3a. The two freewheels 4a, 4b are each mounted, one beside the other, coaxially on the output shaft 5 so as to be able, on the one hand, under the effect of the rotation their outer ring 41a, 41b in the motor direction M, drive the output shaft 5 in the motor direction M and, on the other hand, release the latter, by not causing it to rotate, that is, that is to say in the motor direction M, in their opposite direction of rotation, that is to say in inverse direction to the motor direction M. According to the present invention, in such a device, the first and second rectilinear external surfaces 3a, 3b are offset to each other at different levels by extending into two respective parallel and disjoint planes. On the other hand, the drive and transmission mechanism 3, 4 further comprises an intermediate wheel 4c inversion rotatable about an axis 6 parallel to the output shaft 5 and having a circular outer surface 40c contact and drive adapted to cooperate, by transmission of movement, with the second circular outer surface 40b and tangentially with the second straight outer surface 3b. Thus, thanks to such a drive mechanism and transmission 3, 4, under the effect of the movement, in each direction (back and forth), the element 1 of force transmission, the displacement of the first rectilinear outer surface 3a directly drives the rotation of the outer ring 41a of the first freewheel 4a and the displacement of the second rectilinear outer surface 3b indirectly drives, via the intermediate wheel 4c with which it is in driving contact, the rotation of the outer ring 4 lb of the second freewheel 4b in the opposite direction to the outer ring 41a of the first freewheel 4a. In a preferred embodiment of the actuator, shown in Figures 1 and 2, it may consist of a linear actuator of the pneumatic or hydraulic cylinder type comprising a piston rod and the element 1 of force transmission can consist of said piston rod. The mounting of the two freewheels 4a and 4b can take several forms of mounting and more particularly two forms of mounting, namely a first form of mounting such as that shown in Figures 1 and 2; in which: 35 - under the effect of the displacement of the force transmission element 1 in one of the two directions of movement, said forward direction, if any of the output S of the piston rod forming said element , the first freewheel 4a, by the rotation of its outer ring may be provided to cause the rotation of the output shaft 5 in the direction of engine rotation M, while the second freewheel 4b can be provided for not driving the output shaft 5, 5 - under the effect of the displacement of the force transmission element 1 in the other direction of movement, said return direction, if any of the R of the return of the piston rod, the first freewheel 4a can be provided not to cause rotation M of the output shaft 1, while the second freewheel 4b, under the effect of its cooperation with the intermediate wheel can be provided for cause rotation of the output shaft 5, and a second form of mounting, not shown, in which: - under the effect of the displacement of the force transmission element 1 in the forward direction, if appropriate the output of the piston rod forming said element, the first free wheel 4a can be provided for not rotating the output shaft 5, while the second free wheel 4b can be provided for driving the output shaft 5, - under the effect of the displacement of the force transmission element in the return direction, if necessary the retraction of the piston rod, the first freewheel 4a can be provided to cause the rotation of the output shaft 1, while the second freewheel can be provided not to cause the rotation of the output shaft 5. In another embodiment of the actuator, not shown in the figures, it may have a rocker shape that may include an oscillating arm capable of animating the linear movement of and comes from the ent 1 transmission force which may consist of a rigid piece articulated at the end of the arm. Such a piece can be slidably mounted in a rectilinear guide extending perpendicular to the output shaft 5 and parallel to the rectilinear external surfaces 3a, 3b of contact and drive. The rocker can be actuated for example by the oscillation movement of a suspension of a vehicle. The energy transmitted to the drive shaft 5, via the drive mechanism 3, 4, by the actuator 2, optionally linear or oscillating, can thus be recovered at the output shaft 5, more particularly at one of its ends, to be able to lead by example a vehicle engine, an air compressor, an electric alternator or other device capable of using such energy for its training. It will be understood that in such a device: the two rectilinear outer surfaces 3a, 3b, integral with the element 1 of force transmission, and therefore of its two movements back and forth, are each dedicated to one of the two freewheels, - one of the two freewheels 4b in contact with the intermediate wheel 4c is spaced apart from the second rectilinear outer surface 3b 10 which is dedicated to it unlike the other freewheel 4a which is in direct contact with the first rectilinear outer surface 3a. the intermediate wheel 4c ensures, for each movement of the element 1 for transmitting force, to go or return, the reversal of the direction of rotation of the outer ring 4b of the second freewheel 3b with respect to the direction of rotation of the outer ring 41a of the first freewheel 4a, but that the outer rings 41a, 41b of the two freewheels 4a, 4b respectively rotate in the same direction, one turning in the motor direction M at one of the two directions of movement, go or return, and the other turning in the direction M motor in the other direction of movement, go or return, to ensure alternately the continuous rotation of the output shaft 5 in the direction of the motor M whatever the direction of movement of the element 1 transmission of effort, and with a constant torque and smoothly. According to the present invention, each rectilinear outer surface may be understood to be a surface extending between two straight lines and the circular surface may be understood to be a surface between two circles of coinciding axes. Preferably, the first and second rectilinear surfaces 3a, 3b, in driving contact respectively with the first freewheel 4a and the intermediate wheel 4c, can extend on either side of a plane perpendicular to the output shaft 5 and cutting the element 1 of force transmission. Further, the first and second straight surfaces 3a, 3b may preferably extend from only one side of the output shaft 5, preferably at a level between the level of the output shaft 5 and the level of the element 1 of force transmission. More particularly, the first and second rectilinear outer surfaces 3a, 3b may be situated on either side of a first plane containing the axis of displacement of the force transmission element 1, if appropriate of the piston rod 1, 3024193 - 8 - and on both sides of a second plane intersecting perpendicularly the first plane which extends perpendicularly to said surfaces. On the other hand, preferably, the respective normals n1, n2 of the first and second rectilinear surfaces 3a, 3b can be oriented in the same direction and the same direction, that is, they are not oriented. in the opposite direction by turning their backs and can extend on one side of the output shaft 5, that is to say without being located on either side of the latter. As can be seen in the accompanying figures, in a preferred embodiment, the device according to the present invention may comprise two straight racks, namely a first and a second rack, each having an outer face provided with a toothing, the first rectilinear outer surface 3a may then consist of the toothing of the first rack and the second rectilinear outer surface 15b may consist of the toothing of the second rack. In addition, the circular outer surface 40c of the intermediate wheel 4c and the circular outer surface 40a, 40b of the outer ring 41a, 41b of each free wheel 4a, 4b may each consist of a circular rack toothing so that the first wheel free 4a can mesh directly with the first right rack, the second freewheel 4b can mesh with the intermediate wheel 4c and the latter can mesh with the second rack which then meshes indirectly with the second freewheel 4b. Thus, the force transmission element 1 may be associated with two straight racks each having one of the rectilinear outer surfaces 3a, 3b in the form of a meshing meshing, for one of the racks, directly on the first free wheel 4a mounted directly on the shaft 5 and, for the other rack 3b, indirectly, via the intermediate wheel 4c of inversion, on the second freewheel 4b mounted directly on the shaft output 5. The plane containing the toothing 3b of the second rack is offset from the plane containing the toothing 3a of the first rack to prevent it meshing directly the second freewheel 4b rather than the intermediate wheel 4c.
35 Dans une forme préférentielle de chaque roue libre 4a, 4b, chaque roue libre peut comprendre deux bagues 41a, 42a ou 41b, 42b coaxiales agencées coaxialement l'une par rapport à l'autre et par rapport à 3024193 - 9 - l'arbre de sortie 5, à savoir la bague externe 41a, 41b et une bague interne 42a, 42b liée fixement à l'arbre de sortie 5. En outre, les bagues interne 41a, 41b et externe 41a, 42b de chaque roue libre 4a, 4b peuvent être capables d'être liées et asservies l'une à l'autre dans le sens moteur M et d'être 5 libérées l'une par rapport à l'autre dans le sens inverse. De préférence, pour assurer le maintien du guidage en translation des première et deuxième surface rectilignes 3a, 3b lors du déplacement de l'élément 1 de transmission d'effort, celles-ci peuvent être solidaires chacune d'une coulisse 7a, 7b. En outre, le dispositif peut 10 comprendre deux glissières, non représentées, capables chacune de recevoir, par exemple avec glissement ou roulement, l'une desdites coulisses. De telles glissières peuvent être, par exemple, des glissières à roulements, par exemple du type glissières à tiroir, ou encore des glissières à glissement comportant des rails de glissement. Les rails de glissement 15 peuvent être réalisés, par exemple, à partir d'une matière plastique présentant des propriétés anti-adhérente et/ou antifriction. Chaque coulisse peut consister en un bord droit 70a, 70b pouvant former l'un des côtés latéraux d'une plaque rigide 7a, 7b que comprend le dispositif et dont l'une des faces longitudinales peut comporter 20 la première ou deuxième surface rectiligne 3a, 3b correspondante. Le dispositif peut comprendre deux plaques décalées entre elles pour permettre le décalage précité des première et deuxième surfaces rectilignes 3a et 3b. D'autre part, le dispositif selon la présente invention peut comprendre un système de fin de course permettant de contrôler et 25 d'atténuer les points morts à l'état de fonctionnement dudit dispositif Ainsi, un tel dispositif peut fonctionner avec un seul élément 1 de transmission d'effort, le cas échéant une seule tige de piston 1 ou pièce de balancier, c'est-à-dire avec un seul actionneur 2, travaillant à double effet, mais aussi avec une pluralité d'éléments 1 de transmission d'effort et 30 d'actionneurs 2 regroupés côte à côte dans un groupe d'actionnement reliant l'arbre de sortie 5 via le mécanisme d'entraînement et de transmission 3, 4. Dans la présente invention, le terme parallèle doit être compris comme sensiblement parallèle ou parallèle et le terme perpendiculaire doit 35 être compris comme sensiblement perpendiculaire ou perpendiculaire. Bien entendu, l'invention n'est pas limitée au mode de réalisation décrit et représenté aux dessins annexés. Des modifications 3024193 - 10 - restent possibles, notamment du point de vue de la constitution des divers éléments ou par substitution d'équivalents techniques, sans sortir pour autant du domaine de protection de l'invention.In a preferred form of each freewheel 4a, 4b, each freewheel may comprise two coaxial rings 41a, 42a or 41b, 42b arranged coaxially with respect to each other and with respect to the shaft. output 5, namely the outer ring 41a, 41b and an inner ring 42a, 42b fixedly attached to the output shaft 5. In addition, the inner rings 41a, 41b and external 41a, 42b of each freewheel 4a, 4b may be able to be linked and locked to each other in the motor direction M and be released relative to each other in the opposite direction. Preferably, to ensure the maintenance of the translational guidance of the first and second rectilinear surfaces 3a, 3b during the displacement of the element 1 force transmission, they can each be integral with a slide 7a, 7b. In addition, the device may comprise two slides, not shown, each capable of receiving, for example with sliding or rolling, one of said slides. Such slides may be, for example, slide rails, for example of the sliding drawer type, or sliding rails with sliding rails. The sliding rails 15 may be made, for example, from a plastic material having anti-adherent and / or anti-friction properties. Each slide may consist of a straight edge 70a, 70b which may form one of the lateral sides of a rigid plate 7a, 7b that the device comprises and one of whose longitudinal faces may comprise the first or second rectilinear surface 3a, Corresponding 3b. The device may comprise two plates offset from each other to allow the aforementioned shift of the first and second rectilinear surfaces 3a and 3b. On the other hand, the device according to the present invention may comprise an end-of-stroke system for controlling and mitigating the dead spots in the operating state of said device. Thus, such a device can operate with a single element. transmission of effort, if necessary a single piston rod 1 or balance piece, that is to say with a single actuator 2, working double effect, but also with a plurality of transmission elements 1 the force and actuators 2 grouped side by side in an actuating unit connecting the output shaft 5 via the drive and transmission mechanism 3, 4. In the present invention, the term parallel is to be understood as substantially parallel or parallel and the perpendicular term is to be understood as substantially perpendicular or perpendicular. Of course, the invention is not limited to the embodiment described and shown in the accompanying drawings. Modifications are possible, particularly from the point of view of the constitution of the various elements or by substitution of technical equivalents, without departing from the scope of the invention.
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR3024193B1 (en) | 2017-04-07 |
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