- 1 - MECANISME POUR LA TRANSFORMATION D'UN MOUVEMENT ALTERNATIF LINEAIRE EN UN MOUVEMENT UNIDIRECTIONNEL CIRCULAIRE CONTINU DESCRIPTION DOMAINE DE L'INVENTION La présente invention concerne un mécanisme pour la transformation d'un mouvement alternatif linéaire axial d'un arbre en un mouvement unidirectionnel circulaire continu d'un tambour pourvu de moyens aptes à entraîner une charge couplée à celui-ci. 5 EXPOSE DE L'ARRIERE PLAN TECHNOLOGIQUE La technique antérieure a proposé de nombreux mécanismes mettant en oeuvre divers concepts entraînés par diverses énergies (mécaniques, hydrauliques, pneumatiques, électriques, solaire,...). Ils présentent tous des avantages et des inconvénients qui sont en rapport avec leur 10 conception et la source d'énergie utilisée et qui sont principalement fonction de leurs coûts, fiabilité et rendements. RESUME DE L'INVENTION L'invention vise à proposer un mécanisme, nouveau et original, destiné à transformer un mouvement alternatif linéaire d'un arbre en un mouvement unidirectionnel circulaire 15 continu. Le mécanisme selon l'invention se caractérise essentiellement en ce qu'il comporte : a) un arbre pourvu : - de cannelures longitudinales conçues pour assurer le guidage en translation longitudinale axiale alternative dudit arbre en association avec un support, pourvu de 20 cannelures internes compatibles, servant de guide audit arbre et solidaire du châssis fixe du mécanisme de transformation de mouvement ; ledit arbre étant mis en mouvement au moyen d'une force d'entraînement spécifique ; - deux filetages à pas rapide, inversés, conçus pour transformer le mouvement longitudinal alternatif de l'arbre en un mouvement circulaire continu en association 25 avec deux écrous à pas rapide, compatibles avec les pas rapides inversés de l'arbre, de manière à tourner en sens inverse à chaque mouvement longitudinal dudit arbre ; b) un tambour entraîné en rotation par lesdits écrous par l'intermédiaire de roulements à roue libre unidirectionnels qui sont montés de telle manière qu'ils tournent dans le même sens, l'un pendant le mouvement aller de l'arbre et l'autre pendant le 30 mouvement retour dudit arbre agissant ainsi en continu sur ledit tambour qui est relié au châssis fixe du mécanisme par l'intermédiaire de roulements à billes ou à rouleaux ; C) un moyen, notamment un engrenage ou une poulie, solidaire en rotation du tambour, apte entraîner une charge couplée à celui-ci ; d) un volant d'inertie solidarisé au tambour pour une meilleure régularité du mouvement. Le mécanisme selon l'invention est plus efficace que l'utilisation de la technique « bielle-manivelle » utilisée sur le plus part de moteurs car la force est toujours tangentielle sur l'axe de rotation et le couple de sortie est directement proportionnel à la force, tandis qu'avec la technique « bielle-manivelle » le couple a une forme sinusoïdale par rapport à la force. L'amplitude de la force peut être variable et est parfaitement adaptée à certaines applications, comme par exemple la force engendrée par les vagues de la mer.TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION The present invention relates to a mechanism for transforming a linear axial reciprocating motion of a shaft into a circular unidirectional movement. BACKGROUND OF THE INVENTION continuous drum provided with means capable of driving a load coupled thereto. BACKGROUND OF THE TECHNOLOGICAL BACKGROUND The prior art has proposed many mechanisms implementing various concepts driven by various energies (mechanical, hydraulic, pneumatic, electrical, solar, ...). They all have advantages and disadvantages that are related to their design and the energy source used and which are primarily a function of their costs, reliability and efficiencies. SUMMARY OF THE INVENTION The object of the invention is to provide a novel and novel mechanism for transforming a linear reciprocating motion of a shaft into a continuous circular unidirectional motion. The mechanism according to the invention is essentially characterized in that it comprises: a) a shaft provided with: - longitudinal splines designed to provide guidance in alternative axial longitudinal translation of said shaft in association with a support, provided with 20 compatible internal splines acting as a guide to said shaft and secured to the fixed frame of the motion transformation mechanism; said shaft being moved by means of a specific driving force; two rapid-pitched, inverted threads, designed to convert the reciprocating longitudinal motion of the shaft into a continuous circular motion in association with two fast-pitch nuts, compatible with the inverted rapid steps of the shaft, so as to rotate in opposite direction to each longitudinal movement of said shaft; b) a drum rotated by said nuts by means of unidirectional freewheel bearings which are mounted in such a way that they rotate in the same direction, one during the forward movement of the shaft and the other during the return movement of said shaft thus acting continuously on said drum which is connected to the fixed frame of the mechanism by means of ball or roller bearings; C) means, in particular a gear or a pulley, integral in rotation with the drum, suitable for driving a load coupled thereto; d) a wheel of inertia secured to the drum for a better regularity of the movement. The mechanism according to the invention is more effective than the use of the "crank-rod" technique used on most engines because the force is always tangential on the axis of rotation and the output torque is directly proportional to the force, whereas with the "crank-rod" technique the torque has a sinusoidal shape with respect to the force. The amplitude of the force can be variable and is perfectly adapted to certain applications, such as the force generated by the waves of the sea.
Pour diminuer les frottements et pour accroître la fiabilité du mécanisme : - les écrous à pas rapide et les filetages à pas rapide de l'arbre sont conçus pour fonctionner avec des billes roulées ;. - le support à cannelures de l'arbre est un écrou à billes roulées. Pour accroître la puissance du dispositif, au moins deux mécanismes peuvent être montés pour entraîner un arbre commun. La particularité du mécanisme de faire tourner l'arbre de sortie commun même quand les deux forces d'entraînement sont en sens inverse est un avantage important car il donne la possibilité de produire des machines très simples compactes et de grande puissance.To reduce friction and to increase the reliability of the mechanism: - the quick-action nuts and quick-threads of the shaft are designed to work with rolled balls; - The splined support of the shaft is a rolled ball nut. To increase the power of the device, at least two mechanisms can be mounted to drive a common shaft. The particularity of the mechanism of rotating the common output shaft even when the two driving forces are in opposite direction is an important advantage because it gives the possibility of producing very simple machines compact and high power.
On peut par exemple monter six mécanismes autour d'un arbre de sortie commun donnant la possibilité d'une très grande puissance dans un petit volume. Comme il n'est pas nécessaire pour les forces d'entré d'être en phase on peut utiliser simultanément des forces de différents origines. Une application possible est le moteur à combustion interne couplé à un moteur à combustion externe type « Stirling qui utilise comme source de chaleur la chaleur d'échappement du moteur à combustion interne, tous deux utilisant comme mécanisme de transformation de mouvement des pistons le mécanisme selon l'invention. Ainsi le rendement total est supérieur à tout autre moteur.For example, six mechanisms can be mounted around a common output shaft giving the possibility of a very large power in a small volume. Since it is not necessary for the input forces to be in phase, forces of different origins can be used simultaneously. One possible application is the internal combustion engine coupled to an external combustion engine type "Stirling" which uses as heat source the exhaust heat of the internal combustion engine, both using as mechanism for the movement of pistons the mechanism according to the invention. Thus the total efficiency is superior to any other engine.
PRESENTATION DES FIGURES Les caractéristiques et les avantages de l'invention vont apparaître plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'au moins un mode de réalisation préféré de celle-ci donné à titre d'exemple non limitatif et représenté aux dessins annexés. -3 Sur ces dessins : - la figure 1 représente, en coupe longitudinale, le mécanisme selon l'invention ; - la figure 2 représente, en coupe longitudinale, deux mécanismes selon la figure 1, entraînant un axe de sortie unique ; - la figure 3 représente, en vue transversale schématisée, six mécanismes selon la figure 1, entraînant un axe de sortie unique. DESCRIPTION DETAILLEE DE L'INVENTION Le mécanisme représenté aux figures est destiné à transformer un mouvement alternatif linéaire en un mouvement unidirectionnel circulaire continu.PRESENTATION OF THE FIGURES The characteristics and advantages of the invention will appear more clearly on reading the detailed description which follows of at least one preferred embodiment thereof given by way of non-limiting example and shown in the drawings. attached. In these drawings: - Figure 1 shows, in longitudinal section, the mechanism according to the invention; - Figure 2 shows, in longitudinal section, two mechanisms according to Figure 1, resulting in a single output axis; - Figure 3 shows, in schematic cross-sectional view, six mechanisms according to Figure 1, resulting in a single output axis. DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The mechanism shown in the figures is for transforming a linear reciprocating motion into a continuous circular unidirectional motion.
Le mécanisme selon l'invention (Figure 1) comporte : a) un arbre (1) pourvu : - de cannelures longitudinales (11) conçues pour assurer le guidage en translation longitudinale axiale alternative dudit arbre (1) en association avec un support (2), pourvu de cannelures internes compatibles, servant de guide audit arbre (1) et solidaire du châssis fixe (3) du mécanisme de transformation de mouvement ; ledit arbre (1) étant mis en mouvement au moyen d'une force d'entraînement spécifique ; - deux filetages à pas rapide (12) et (13), inversés, conçus pour transformer le mouvement longitudinal alternatif de l'arbre (1) en un mouvement circulaire continu en association avec deux écrous à pas rapide (4) et (5), compatibles avec les pas rapides inversés (12) et (13) de l'arbre (1), de manière à tourner en sens inverse à chaque mouvement longitudinal dudit arbre (1) ; b) un tambour (6) entraîné en rotation par lesdits écrous (4) et (5) par l'intermédiaire de roulements à roue libre unidirectionnels (7) et (8), notamment à rouleaux, qui sont montés de telle manière qu'ils tournent dans le même sens, l'un (7) pendant le mouvement aller de l'arbre (1) et l'autre (8) pendant le mouvement retour dudit arbre (1) agissant ainsi en continu sur ledit tambour qui est relié au châssis fixe (3) du mécanisme par l'intermédiaire de roulements à billes ou à rouleaux (9) ; c) un moyen (10), notamment un engrenage ou une poulie, solidaire en rotation du tambour (6), apte à entraîner une charge couplée à celui-ci ; d) un volant d'inertie (14) solidarisé au tambour (6). Les écrous à pas rapide (4) et (5) et les filetages à pas rapide (12) et (13) peuvent être du type à billes roulées comme celles commercialisées par Eichenberger Gewinde AG sous la référence « Carry Speedline » Le support (2) peut être également un écrou à billes roulées.The mechanism according to the invention (FIG. 1) comprises: a) a shaft (1) provided with: longitudinal splines (11) designed to provide guidance in alternative axial longitudinal translation of said shaft (1) in association with a support (2) ), provided with compatible internal splines, serving as a guide to said shaft (1) and integral with the fixed frame (3) of the movement transformation mechanism; said shaft (1) being moved by means of a specific driving force; - two quick-pitch threads (12) and (13), inverted, designed to convert the reciprocating longitudinal movement of the shaft (1) into a continuous circular movement in association with two quick-acting nuts (4) and (5) , compatible with the rapid reverse steps (12) and (13) of the shaft (1), so as to rotate in opposite directions to each longitudinal movement of said shaft (1); b) a drum (6) driven in rotation by said nuts (4) and (5) by means of unidirectional freewheel bearings (7) and (8), in particular with rollers, which are mounted in such a way that they rotate in the same direction, one (7) during the forward movement of the shaft (1) and the other (8) during the return movement of said shaft (1) thus acting continuously on said drum which is connected to the fixed frame (3) of the mechanism by means of ball or roller bearings (9); c) means (10), in particular a gear or a pulley, integral in rotation with the drum (6), capable of driving a load coupled thereto; d) a flywheel (14) secured to the drum (6). The fast-pitch nuts (4) and (5) and the quick-pitch threads (12) and (13) can be of the type with rolled balls such as those marketed by Eichenberger Gewinde AG under the reference "Carry Speedline". The support (2 ) can also be a rolled ball nut.
Selon la figure 2, au moins deux mécanismes (1,5) peuvent être montés pour entraîner un arbre commun (15) afin d'accroître la puissance développée. Ledit arbre (15) est associé à 2 roulements à billes (16) et à un moyen (17), notamment un engrenage ou une poulie, entraîné par les moyens (10) des mécanismes de base. Selon la figure 3, au moins six mécanismes (1,5) peuvent être montés pour entraîner un arbre commun (18) afin d'accroître la puissance développée. Selon des variantes d'utilisation du mécanisme selon l'invention : - des aimants, placés à l'intérieur de bobines à fil isolé, sont fixés sur le tambour pour 10 former un générateur de courant électrique ; - l'engrenage (10) est conique pour que la rotation de sortie puisse être perpendiculaire à l'arbre (1) : cette solution donne la possibilité d'entrainer une rue de vélo avec plus d'efficacité ; - les cannelures (11) de l'arbre (1) sont remplacées par une forme polygonale et un 15 guide (2) approprié à rotules (rouleaux) ; - les roues libres unidirectionnelles (7,8) ne sont pas fixées directement sur le tambour mais par l'intermédiaire d'un ressort à spirale comme dans une horloge, donnant ainsi la possibilité de rotation du tambour en continu sans intermittence ; - l'axe entrainant (1) est lui-même un cylindre creux qui se déplace autour de deux 20 pistons fixes ; le cylindre étant fermé au milieu pour obtenir deux chambres droite et gauche ; ainsi il se déplace de gauche à droite et vice versa selon la différence de pression dans les deux chambres ; - les vis-écrous peuvent être à pas rapide multiples. Selon d'autres variantes d'utilisation de l'invention, les forces d'entraînement des 25 arbres (1) sont choisies, de manière non limitative, parmi : - les vagues de mer, de lac ou de bassin ; - des pistons à air, à vapeur ou pistons hydrauliques ; - des solénoïdes magnétiques ou électromagnétiques ; - la force humaine ou animale ; 30 - des ressorts à métal à mémoire ; - la force du vent ; - des vibrations gravitationnelles comme les forces engendrées par les ressorts d'amortissement d'une voiture.According to Figure 2, at least two mechanisms (1,5) can be mounted to drive a common shaft (15) to increase the power developed. Said shaft (15) is associated with 2 ball bearings (16) and a means (17), in particular a gear or a pulley, driven by the means (10) of the basic mechanisms. According to Figure 3, at least six mechanisms (1.5) can be mounted to drive a common shaft (18) to increase the power developed. According to alternative uses of the mechanism according to the invention: magnets, placed inside insulated wire coils, are fixed on the drum to form an electric current generator; - The gear (10) is tapered so that the output rotation can be perpendicular to the shaft (1): this solution gives the opportunity to train a bike street with more efficiency; the splines (11) of the shaft (1) are replaced by a polygonal shape and a guide (2) suitable for ball joints (rollers); - The unidirectional freewheels (7,8) are not fixed directly to the drum but via a spiral spring as in a clock, thus giving the possibility of rotation of the drum continuously without intermittency; the driving shaft (1) is itself a hollow cylinder which moves around two fixed pistons; the cylinder being closed in the middle to obtain two chambers right and left; so it moves from left to right and vice versa according to the pressure difference in the two chambers; - The screw-nuts can be multiple fast step. According to other variants of use of the invention, the driving forces of the shafts (1) are chosen, in a nonlimiting manner, from: - sea, lake or pond waves; - air pistons, steam pistons or hydraulic pistons; magnetic or electromagnetic solenoids; - human or animal force; Memory metal springs; - the strength of the wind; gravitational vibrations such as the forces generated by the damping springs of a car.
Bien entendu, l'homme de métier sera apte à réaliser l'invention telle que décrite et représentée en appliquant et en adaptant des moyens connus sans qu'il soit nécessaire de les décrire ou de les représenter. Il pourra également prévoir d'autres variantes sans pour cela sortir du cadre de l'invention tel que déterminé par la teneur des revendications.Of course, those skilled in the art will be able to carry out the invention as described and represented by applying and adapting known means without it being necessary to describe them or to represent them. It may also provide other variants without departing from the scope of the invention as determined by the content of the claims.