RO122227B1

RO122227B1 - Device for conversion of oscillating movement into rotation movement

Info

Publication number: RO122227B1
Application number: ROA200200767A
Authority: RO
Inventors: Pavel Nate
Original assignee: Pavel Nate
Priority date: 2002-06-06
Filing date: 2002-06-06
Publication date: 2009-02-27

Abstract

The invention relates to a device for the conversion of the oscillating movement into rotation movement, with a modular construction, each module consisting of: a beam-type supporting structure (1), with a triangular lateral excrescence, which supports three coplanar parallel shafts (2, 3 and 4) from two driving gear wheels (4 and 5), and a driven gear wheel (7), respectively, which are in gear with the wheels (4 and 5) whereto there are eccentrically articulated the extremities of two shanks-connecting rods (21 and 22) which, in their turn, are articulated at the other end with the extremities of a pedal (27) articulated, in the central point, with the supporting beam (1), at the level of the lateral triangular excrescence point, so that the oscillating movement of the pedal (27) is transformed into rotation movement at the wheel level and is transmitted to the central shaft (6), towards a producer, with flexibility in relation to the speed and force couple.

Description

Invenția se referă la un dispozitiv pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație, configurat într-o construcție modulară cu angrenaje de roți dințate, destinat transformării în mișcare de rotație a mișcării oscilante, respectiv - de balans și de translație, spre exemplu - la instalații de captare a energiei valurilor, la instalații de captare a energiei eoliene și hidraulice, la mașini termice și altele, cu adaptări tehnice adecvate.The invention relates to a device for converting the oscillating motion into a rotational movement, configured in a modular construction with gear wheels, for transforming into a rotating movement the oscillating motion, respectively - for balance and translation, for example - at installations. wave energy capture, wind and hydraulic power plants, thermal machines and others, with appropriate technical adaptations.

Se cunosc sistemele bielă-manivelă pentru transformarea mișcării de du-te vino (la mașini termice) și de balans (la mașina de cusut) în mișcare de rotație, la nivelul unui arbore de ieșire. Aceste sisteme prezintă dezavantajele unei relații fixe între turația de ieșire și frecvența de oscilație, precum și o flexibilitate redusă a relației între forțele care determină oscilația și cuplul la arborele de ieșire.The crankshaft systems are known for transforming the movement of go-go (to heat machines) and balance (to the sewing machine) in rotational motion, at the level of an output shaft. These systems have the disadvantages of a fixed relationship between the output speed and the oscillation frequency, as well as a reduced flexibility of the relationship between the forces that cause the oscillation and the torque at the output shaft.

Problema tehnică pe care o rezolvă invenția constă în realizarea unei cuplări a două sisteme tip bielă-manivelă-roată dințată, astfel încât să se realizeze conversia, prin aceasta, a mișcării de oscilație în mișcare de rotație, pentru o gamă largă de viteze de rotație a roții conduse.The technical problem solved by the invention consists in the coupling of two crankshaft-crankshaft systems, so as to achieve the conversion, thereby, of the movement of oscillation in rotation motion, for a wide range of rotational speeds. of the driven wheel.

Dispozitivul pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație, conform invenției, rezolvă această problemă, prin aceea că are o construcție modulară, fiecare modul fiind alcătuit din: o structură de susținere tip grindă cu o excrescență laterală triunghiulară, care susține, în cadrul unoralezaje practicate în ea, trei arbori paraleli coplanari: doi arbori a două roți dințate conducătoare și unul central, al unei roți dințate conduse aflată în angrenaj concomitent și diametral opus cu primele două. Roțile sunt consolidate cu arborii corespunzători. Roțile conducătoare sunt traversate, excentric față de arbori, de câte un bolț, consolidat rigid în locaș, care prin intermediul unor lagăre permit articularea acestor roți cu câte o extremitate a două tije - biele, care la rândul lor sunt articulate la celălalt capăt cu extremitățile unei pedale, articulată în punctul central cu grinda de susținere la nivelul vârfului excrescenței triunghiulare laterale, astfel încât mișcarea oscilantă a pedalei este transformată în mișcare de rotație la nivelul roților și transmisă la arborele central (element de ieșire) spre o mașină de lucru, cu flexibilitate în ce privește turația și cuplul, în funcție de caracteristicile geometrice, la o valoare dată a forțelor care determină oscilația. Ansamblul dispozitivului este alcătuit din mai multe module de tipul anterior descris, dispuse în perechi.The device for converting the oscillating motion into rotational motion, according to the invention, solves this problem, by having a modular construction, each module being composed of: a beam-type support structure with a triangular lateral excrescence, which supports, within practiced bores In it, three parallel coplanar shafts: two shafts of two driving gears and one central, of a driven gear wheel in concomitant gear and diametrically opposed to the first two. The wheels are reinforced with the corresponding shafts. The driving wheels are crossed, eccentric with respect to the shafts, by a bolt, rigidly reinforced in the housing, which by means of bearings allow the articulation of these wheels with one end of two rods - connecting rods, which in turn are hinged at the other end with the ends of a pedal, articulated at the central point with the support beam at the tip of the lateral triangular excrescence, so that the oscillating movement of the pedal is transformed into a rotational movement at the level of the wheels and transmitted to the central shaft (output element) towards a working machine, with flexibility in terms of speed and torque, depending on the geometrical characteristics, at a given value of the forces that determine the oscillation. The device assembly consists of several modules of the type previously described, arranged in pairs.

Invenția rezolvă astfel problema tenică de conversie a mișcării oscilante a unui mecanism cu pedală, în mișcare de rotație a unui arbore de ieșire din dispozitiv spre o mașină de lucru, cu flexibilitate ridicată a corelației: turație-cuplu de ieșire, la valori date ale frecvenței și forțelor care determină oscilația.The invention thus solves the tense problem of converting the oscillating motion of a pedal mechanism, in rotational motion of an output shaft from the device to a working machine, with high correlation flexibility: output-torque output, at given frequency values and the forces that cause the oscillation.

Invenția prezintă următoarele avantaje:The invention has the following advantages:

- flexibilitate ridicată în ce privește corelația între turația la nivelul arborelui de ieșire și frecvența de oscilație la nivelul pedalei oscilante;- high flexibility regarding the correlation between the speed at the output shaft and the oscillation frequency at the oscillating pedal;

- flexibilitate ridicată a corelației între cuplul la nivelul arborelui de ieșire și mărimea forțelor care determină oscilația;- high flexibility of the correlation between the torque at the output shaft and the magnitude of the forces that cause the oscillation;

- posibilitatea (prin consecință) de a obține valori foarte ridicate ale cuplului la arborele de ieșire, pentru o valoare dată a forțelor care determină oscilația;- the possibility (as a consequence) of obtaining very high values of the torque at the output shaft, for a given value of the forces that determine the oscillation;

- posibilitatea, prin sisteme de pârghii prelungitoare la nivelul pedalei, de a utiliza forțe relativ mici de acționare oscilantă a acesteia (corelat cu mărimea cursei), pentru a obține valori ridicate ale cuplului la ieșire.- the possibility, by means of pedal extension systems, to use relatively small oscillating forces (related to the stroke size) to obtain high values of the output torque.

în cele ce urmează, se prezintă exemple de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1,2, 3 și 4, care reprezintă:In the following, there are presented examples of embodiments of the invention, in connection with FIG. 1,2, 3 and 4, representing:

- fig. 1, vedere laterală a unui modul: secțiune în planul axelor arborilor conducători și de ieșire;FIG. 1, side view of a module: section in the plane of the axes of the driving and output shafts;

- fig. 2, vedere în secțiune în planul axelor arborilor conducători și de ieșire;FIG. 2, sectional view in the plane of the shafts of the driving and output shafts;

RO 122227 Β1RO 122227 Β1

- fig. 3, secțiune printr-un ansamblu de module ale dispozitivului, în planul axelor 1 arborilor conducători și de ieșire;FIG. 3, section through an assembly of device modules, in the plane of the axles 1 of the driving and output shafts;

- fig. 4, vedere a dispozitivului cu pârghii prelungitoare la nivelul pedalei oscilante. 3FIG. 4, view of the device with extension levers at the level of the oscillating pedal. 3

Conform invenției, dispozitivul pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație are o construcție modulară, fiecare modul fiind alcătuit, conform fig. 1, dintr-o structură de 5 susținere 1, sub formă de grindă, cu o excrescență laterală triunghiulară, grinda susținând, în cadrul unor alezaje practicate în ea, trei arbori paraleli-coplanari 2 și 3, a două roți dințate 7 conducătoare 4 și, respectiv 5, precum și un arbore central 6 al unei roți dințate conduse 7, aflată în angrenaj concomitent și diametral opus cu roțile 4 și 5, prin intermediul unor lagăre 9 (de alunecare sau rulmenți) corespunzătoare 8, 9 și 10, și a unor elemente de fixare axială (de exemplu inele de siguranță) 11,12 și 13. Roțile dințate 4,5 și 7 sunt consolidate cu arborii 11 corespunzători 2,3 și 6, spre exemplu, prin fixare cu pană, și sunt asigurate axial cu elemente (de exemplu inele) de siguranță 14,15 și 16. Roțile dințate 4 și 5 sunt traversate, excentric 13 față de arborii 2 și 3, de bolțurile 17 și, respectiv 18, consolidate rigid în locașuri (spre exemplu presat și eventual bucșe de rezistență). Bolțurile 17 și 18, prin intermediul unor 15 lagăre 19 și, respectiv 20, permit (în sistem de tip manivelă-bielă) articularea roților dințate 4 și 5, cu câte o extremitate a două tije-biele 21 și, respectiv 22, care la rândul lor sunt arti- 17 culate la cealaltă extremitate, printr-un sistem asemănător de bolțuri 23, 24 și lagăre 25, 26, cu extremitățile unei pedale 27. Pedala 27 este articulată în punctul central (centrul de 19 oscilație) tot prin sistemul bolț 28 și lagăr 29, cu grinda de susținere 1, la nivelul vârfului excrescenței triunghiulare laterale, astfel încât mișcarea oscilantă a pedalei 27, în raport cu 21 centrul de oscilație marcat de bolțul 28, este transformată cu ajutorul tijei-bielă 21, respectiv 22, al bolțurilor excentrice 17,18 și al roților dințate 4 și, respectiv 5, în mișcare de rotație la 23 nivelul acestora și transmisă simultan prin angrenare la roata dințată condusă 7 și, respectiv, arborelui central 6 (cu care este rigidizată) și care constituie elementul de ieșire spre unitatea 25 tip mașină de lucru. Acesta se acționează cu mișcare de rotație, cu flexibilitate în ce privește turația și cuplul, în funcție de caracteristicile angrenajului, mărimea excentricității bolțurilor și 27 lungimea tijelor-biele, la o valoare dată a forțelor care determină oscilația.According to the invention, the device for converting the oscillating motion into a rotational motion has a modular construction, each module being formed, according to FIG. 1, from a structure of 5 support 1, in the form of a beam, with a triangular lateral growth, the beam supporting, within bores practiced in it, three parallel-coplanar shafts 2 and 3, two gears 7 leading 4 and , respectively 5, as well as a central shaft 6 of a driven gear 7, which is in concomitant gear and diametrically opposed to the wheels 4 and 5, by means of bearings 9 (sliding or bearings) corresponding to 8, 9 and 10, and a axial fastening elements (for example, safety rings) 11, 12 and 13. The gears 4,5 and 7 are reinforced with the corresponding 11 shafts 2,3 and 6, for example, by wedge fastening, and are axially secured with safety elements (eg rings) 14,15 and 16. The gears 4 and 5 are crossed, eccentrically 13 with respect to the shafts 2 and 3, by the bolts 17 and 18, respectively, rigidly reinforced in places (for example pressed and possibly bushes resistance). The bolts 17 and 18, by means of 15 bearings 19 and 20 respectively, allow (in the crank-type system) the articulation of the gear wheels 4 and 5, with one end of two connecting rods 21 and respectively 22, which at their turn are articulated at the other end, through a similar system of bolts 23, 24 and bearings 25, 26, with the ends of a pedal 27. The pedal 27 is hinged at the central point (center of 19 oscillation) also through the bolt system. 28 and bearing 29, with the support beam 1, at the tip of the lateral triangular excrescence, so that the oscillating movement of the pedal 27, relative to 21 the center of oscillation marked by the bolt 28, is transformed by means of the connecting rod 21, respectively 22, of the eccentric bolts 17,18 and the gears 4 and 5, respectively, in rotational motion at 23 their level and transmitted simultaneously by gear to the driven gear 7 and respectively to the central shaft 6 (with which it is stiffened) and which constitutes the output element to the unit 25 working machine type. It is actuated with rotational motion, with flexibility in speed and torque, depending on the characteristics of the gear, the size of the eccentricity of the bolts and the length of the connecting rods, at a given value of the forces that determine the oscillation.

Conform invenției, dispozitivul pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație 29 poate fi compus din unul sau mai multe module realizate, conform invenției, spre exemplu patru, dispuse în două perechi (fig. 2), în modul următor: structura de susținere în “V” este 31 alcătuită din trei grinzi 1, ca mai sus, paralele, cea din mijloc fiind comună pentru cele două module alăturate, tip spate în spate, ale celor două perechi. Arborele central 6' este comun 33 pentru toate roțile dințate conduse 7 ale modulelor. Bolțurile 17 și 18, care traversează excentric roțile conducătoare 4 și 5 ale modulelor, sunt comune pentru fiecare două roți conducă- 35 toare față în față, la fiecare pereche de module. Articularea la nivelul bolțurilor 17 și 18 se face separat, cu tijele-biele 21 ’, 22’ și 21, 22, pentru fiecare pereche de module. Tijele-biele sunt 37 articulate la cealaltă extremitate, pentru fiecare pereche de module, la pedala 27, care este unică pentru tot ansamblul de perechi de module și este susținută articulat în punctul central 39 (centrul de oscilație) de excrescențele triunghiulare ale grinzilor modulelor (eventual numai la nivelul grinzilor marginale), astfel încât mișcarea oscilantă a pedalei este transformată în 41 mișcare de rotație a arborelui central (ieșirea spre mașina acționată), într-o construcție foarte stabilă mecanic și funcțional și capabilă să suporte forțe și cupluri de valori ridicate. 43According to the invention, the device for converting the oscillating motion into rotational motion 29 may be composed of one or more modules made, according to the invention, for example four, arranged in two pairs (fig. 2), in the following mode: the supporting structure in " V ”is 31 consisting of three beams 1, as above, parallel, the middle one being common for the two adjacent modules, type back to back, of the two pairs. The central shaft 6 'is common 33 for all driven gears 7 of the modules. Bolts 17 and 18, which run eccentrically on the driving wheels 4 and 5 of the modules, are common for each of the two driving wheels 35 opposite each other, at each pair of modules. The articulation at the bolts 17 and 18 is made separately, with the connecting rods 21 ', 22' and 21, 22, for each pair of modules. The connecting rods are 37 hinged at the other end, for each pair of modules, on the pedal 27, which is unique for the entire assembly of pairs of modules and is supported articulated at the central point 39 (center of oscillation) by the triangular excrescences of the module beams ( possibly only at the level of the marginal beams), so that the oscillating movement of the pedal is transformed into 41 rotational movement of the central shaft (the output to the driven machine), in a very stable mechanically and functionally and capable of supporting high values and torques. . 43

Conform invenției, dispozitivul pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație, alcătuit din unul sau mai multe module, poate fi prevăzut, în vederea utilizării unor forțe de 45 valori mai mici, pentru acționarea oscilantă a pedalei 27, cu niște pârghii 29, 30 prelungitoare și amplificatoare de forță (fig. 3) la nivelul pedalei, de o parte și de cealaltă a acesteia sau 47 numai cu o pârghie de o singură parte a pedalei.According to the invention, the device for converting the oscillating motion into a rotational movement, consisting of one or more modules, may be provided, for the use of forces of 45 smaller values, for the oscillating actuation of the pedal 27, with some levers 29, 30 extenders and power amplifiers (fig. 3) at the pedal level, on one side and the other, or 47 only with a single pedal lever.

RO 122227 Β1RO 122227 Β1

Conform invenției, dispozitivul pentru conversia mișcării oscilante în mișcare de rotație, în construcție ca cea descrisă mai sus, poate fi prevăzut, la nivelul superior al pedalei, cu greutăți suplimentare și contragreutăți de echilibrare, în vederea creșterii stabilității funcționale și manevrabilității.According to the invention, the device for converting the oscillating motion into a rotational movement, under construction as described above, can be provided, at the top level of the pedal, with additional weights and counterbalances of balance, in order to increase the functional stability and maneuverability.

Claims

claims

1. Device for converting oscillating motion into rotational motion, having a modular structure with modules, comprising a crank-type system operated by means of a pedal-shaped lever, characterized in that the modules of the device are composed of: supporting structure ( 1) in the form of beam with a triangular lateral support, which supports, within bores practiced in it, three parallel coplanar shafts (2 and 3) of two driving gears (4) and respectively (5), as well as a central shaft (6) of a driven gear wheel (7) in concomitant gear and diametrically opposed to the wheels (4 and 5), by means of sliding bearings or corresponding bearings (8, 9 and 10) and of fasteners axial, type of safety rings (11, 12 and 13), the cogwheels (4, 5 and 7) being reinforced with the corresponding shafts (2, 3 and 6), for example by fastening with wedge and being secured axially al with safety ring elements (14.15 and 16) and crossed eccentrically with respect to the shafts (2 and 3), the bolts (17) and respectively (18), rigidly reinforced, which, by means of bearings (19) and, respectively (20), performs, in the crank-type system, the articulation of the gears (4 and 5) with one end of two connecting rods (21) and, respectively (22), which in turn are articulated at the other end, through a similar system of bolts (23, 24) and bearings (25,26), with the ends of a pedal (27) which is hinged at the central point, forming the center of oscillation through the bolt system (28) and bearing (29), with the support beam (1), at the tip of the lateral triangular support, so that the oscillating movement of the pedal (27), in relation to the center of oscillation marked by the bolt (28), is transformed by means of the connecting rod ( 21), respectively (22), the eccentric bolts (17, 18) and the gears (4), r spectively (5), in rotational motion at their level and transmitted simultaneously by gear to the driven gear (7) and, respectively, to the central shaft (6), with which it is stiffened and which constitutes the output element towards the working machine unit , which is actuated by rotation motion.

Device for converting oscillating motion into rotational motion, according to claim 1, characterized in that it is composed of several modules, in particular, four modules arranged in two pairs, so that the supporting structure (Γ) is composed of three beams. (1) parallel, the middle one being common for the two modules back to back, of the two pairs, the central shaft (6 ') is common for all the driven gear wheels (7) of the modules, the bolts (17 and 18) which the eccentric wheels (4 and 5) of the modules are eccentrically common for each of the two driving wheels face to face, at each pair of modules; the articulation at the level of the bolts (17 and 18) being made separately, with the connecting rods (21 ', 22' and 21, 22), for each pair of modules, and the connecting rods being articulated at the other end, for each pair of modules, on the pedal (27) which is unique for the whole assembly of pairs of modules and is supported articulated at the central point, constituting the center of oscillation, of the triangular excrescences of the module beams.

3. Device for converting the oscillating motion into a rotational movement, according to claim 1, consisting of one or more modules, characterized in that it is provided, for the use of lower value forces, for the oscillating actuation of the pedal (27), with some levers (29, 30) extensions and power amplifiers at the pedal level, on one side and the other, or only with a single pedal lever (27).

4. Device for converting oscillating motion into rotational motion, according to claims 1, 2 or 3, characterized in that it is provided, at the upper level of the pedal (27), with additional weights and counterbalances of balance, in order to increase the functional stability and of maneuverability.