FR2678697A1 - DEVICE FOR TRANSMITTING A ROTATION MOVEMENT OF A SHAFT LEADING INTO A LINEAR MOVEMENT OF ADJUSTABLE AMPLITUDE OF A DRIVEN MEMBER, AND DOSE PUMP EQUIPPED THEREWITH. - Google Patents
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Abstract
Le dispositif comprend: un joint d'Oldham (8) comportant un agencement d'arbre d'entrée (6, 7) d'axe (A) fixe constituant l'arbre menant, un agencement d'arbre de sortie (9, 10) d'axe (B) parallèle à l'agencement d'arbre d'entrée et un plateau discoïdal (11) d'accouplement en rotation des deux agencements d'arbre d'entrée et de sortie; des moyens (16, 17, 19) de commande pour déplacer (18) l'agencement d'arbre de sortie (9, 10) transversalement à l'axe fixe (A); une bielle d'accouplement (21) munie d'une tête de bielle (22) entourant coaxialement à libre rotation le plateau discoïdal (11) formant moyeu et un piston (24) solidaire dudit organe mené (2) et déplaçable linéairement selon une direction (25) sensiblement perpendiculaire à l'axe (A) de l'agencement d'arbre d'entrée et accouplé (en 23) à l'extrémité libre de la susdite bielle.The device comprises: an Oldham seal (8) having an input shaft arrangement (6, 7) with a fixed axis (A) constituting the driving shaft, an output shaft arrangement (9, 10 ) of axis (B) parallel to the input shaft arrangement and a discoidal plate (11) for rotationally coupling the two input and output shaft arrangements; control means (16, 17, 19) for moving (18) the output shaft arrangement (9, 10) transversely to the fixed axis (A); a coupling rod (21) provided with a connecting rod head (22) coaxially surrounding in free rotation the discoidal plate (11) forming a hub and a piston (24) integral with said driven member (2) and movable linearly in one direction (25) substantially perpendicular to the axis (A) of the input shaft arrangement and coupled (at 23) to the free end of the aforesaid connecting rod.
Description
Dispositif de transmission d'un mouvement de rotationDevice for transmitting a rotational movement
d'un arbre menant en un mouvement linéaire de va-et- of a tree leading in a linear back and forth movement
vient d'amplitude réqlable d'un orqane mené, et pompe comes from adjustable amplitude of a led orqane, and pump
doseuse qui en est équipée.dosing machine fitted with it.
La présente invention concerne, d'une façon générale, les dispositifs de transmission de mouvement agencés pour convertir un mouvement de rotation d'un arbre menant en un mouvement linéaire de va- et-vient The present invention relates, in general, to motion transmission devices arranged to convert a rotational movement of a driving shaft into a linear reciprocating movement.
d'amplitude réglable d'un organe mené. adjustable amplitude of a driven organ.
De tels dispositifs de transmission de mouvement Such motion transmission devices
peuvent être utilisés par exemple, bien que non exclusi- can be used for example, although not excluded
vement, dans les pompes doseuses qui sont entraînées par in dosing pumps which are driven by
un arbre tournant (sortie de moteur électrique ou à com- a rotating shaft (output of electric motor or
bustion interne par exemple) et dont on souhaite pouvoir ajuster le débit à volonté entre O et 100 % d'une valeur nominale. On connaît divers dispositifs de transmission de mouvement à course de sortie réglable L'un d'entre eux est le dispositif à bielle-manivelle à excentration variable Toutefois les moyens à mettre en oeuvre pour le réglage de l'excentration sont souvent complexes et internal bustion for example) and for which it is desired to be able to adjust the flow rate at will between 0 and 100% of a nominal value. Various movement transmission devices are known with adjustable output stroke. One of them is the rod-crank device with variable eccentricity. However, the means to be used for adjusting the eccentricity are often complex and
nécessitent des usinages précis et de formes compli- require precise machining and complicated shapes
quées Ces moyens comprennent des pièces fragiles qui These means include fragile parts which
limitent la durée de vie du mécanisme De plus, l'encom- limit the service life of the mechanism In addition, the
brement dû à la présence des moyens de réglage de la course est dans tous les cas très important par rapport brement due to the presence of the stroke adjustment means is in any case very important compared
à la taille de la machine.to the size of the machine.
Enfin, le volume mort dans la tête de pompage Finally, the dead volume in the pump head
(c'est-à-dire la position, en fin de course de compres- (i.e. the position at the end of the compression stroke
sion) du piston lié à la bielle varie en fonction de ) of the piston linked to the connecting rod varies depending on
l'amplitude de course utilisée, et il correspond sensi- the range of travel used, and it corresponds sensi-
blement au milieu de la cylindrée (ou de la course) in the middle of the displacement (or stroke)
quand le débit est réglé sur O % Le volume mort augmen- when the flow rate is set to O% The dead volume increases
tant dans les réglages bas, une baisse de rendement both in the low settings, a drop in efficiency
notable est souvent constatée pour les faibles débits. notable is often seen for low bit rates.
L'invention a essentiellement pour but de The object of the invention is essentially to
remédier, dans toute la mesure du possible, aux inconvé- remedy, as far as possible, the inconveniences
nients des dispositifs connus et de proposer un disposi- of known devices and to propose a device
tif perfectionné qui soit d'une structure plus simple et improved tif which is of a simpler structure and
constitué de pièces plus faciles à fabriquer, qui per- made up of parts that are easier to manufacture, which
mette de réduire la masse des pièces mobiles non équili- brées et donc les inerties et les balourds, qui soit d'un encombrement faible, et surtout qui possède un rendement sensiblement constant et optimum sur toute la plage de réglage du débit, laquelle peut être ajustée efficacement et aisément entre O et 100 % d'une valeur nominale. A ces fins, l'invention propose un dispositif perfectionné de transmission de mouvement agencé pour convertir un mouvement de rotation d'un arbre menant en un mouvement linéaire réglable de va-et-vient d'un organe mené, dispositif qui, étant agencé conformément à l'invention, se caractérise essentiellement en ce qu'il comprend: un joint d'Oldham comportant un agencement d'arbre d'entrée d'axe fixe constituant l'arbre menant ou entraîné par l'arbre menant, un agencement d'arbre de sortie d'axe parallèle à l'agencement d'arbre d'entrée et un plateau discoidal d'accouplement en rotation des deux agencements d'arbre d'entrée et de sortie, des moyens de commande pour déplacer l'agencement d'arbre de sortie transversalement à l'axe fixe et de façon continue entre une position initiale pour laquelle l'agencement d'arbre de sortie est coaxial à l'agencement d'arbre d'entrée et le plateau est animé d'un mouvement de rotation centrée sur l'axe de l'agencement d'arbre d'entrée et une position finale pour laquelle l'agencement d'arbre de sortie est décalé transversalement d'une valeur maximale par rapport à l'agencement d'arbre d'entrée et le plateau est animé d'un mouvement de rotation excentrée avec un taux d'excentrement maximum, une bielle d'accouplement munie d'une tête de bielle entourant coaxialement à libre rotation le plateau discoidal formant moyeu, et un piston solidaire dudit organe mené et déplaçable linéairement selon une direction sensiblement perpendiculaire à l'axe de l'agencement d'arbre d'entrée et accouplé à l'extrémité libre de la susdite bielle. Le recours à un joint d'Oldham pour générer le mouvement de rotation excentré (plateau intermédiaire), qui est ensuite repris par une bielle pour obtenir le can reduce the mass of unbalanced moving parts and therefore inertia and unbalance, which is compact, and above all which has a substantially constant and optimum performance over the entire range of flow adjustment, which can be effectively and easily adjusted between 0 and 100% of a nominal value. For these purposes, the invention provides an improved movement transmission device arranged to convert a rotational movement of a driving shaft into an adjustable linear movement back and forth of a driven member, a device which, being arranged in accordance to the invention, is essentially characterized in that it comprises: an Oldham seal comprising an arrangement of input shaft with a fixed axis constituting the driving shaft or driven by the driving shaft, an arrangement of axis output shaft parallel to the input shaft arrangement and a discoidal plate for rotationally coupling the two input and output shaft arrangements, control means for moving the arrangement output shaft transversely to the fixed axis and continuously between an initial position for which the output shaft arrangement is coaxial with the input shaft arrangement and the plate is rotated centered on the axis of the shaft arrangement of entry and end position for which the output shaft arrangement is offset transversely by a maximum value with respect to the input shaft arrangement and the plate is driven in an eccentric rotational movement with a rate maximum eccentricity, a coupling rod provided with a connecting rod head coaxially freely rotating the disc plate forming the hub, and a piston integral with said driven member and linearly movable in a direction substantially perpendicular to the axis of the arrangement of input shaft and coupled to the free end of the said connecting rod. The use of an Oldham seal to generate the eccentric rotation movement (intermediate plate), which is then taken up by a connecting rod to obtain the
mouvement souhaité de va-et-vient linéaire, est particu- desired linear back and forth movement, is particu-
lièrement intéressant du fait que la fabrication des particularly interesting because the manufacture of
pièces composantes (extrémités d'arbre accouplés, pla- component parts (coupled shaft ends,
teau intermédiaire) est réalisable avec des techniques d'usinage et des machines courantes; les pièces sont peu nombreuses et peu fragiles et divers modes de intermediate sheet) is achievable with machining techniques and common machines; the parts are few and not very fragile and various modes of
réalisation sont possibles selon les applications. realization are possible according to the applications.
Par ailleurs, le déplacement de l'agencement d'arbre de sortie par rapport à l'agencement d'arbre d'entrée permet un règlage aussi précis que souhaité du taux d'excentrement du plateau tournant entre une valeur nulle (les deux agencements d'arbre d'entrée et de sortie étant alors coaxiaux) et une valeur maximale, taux d'excentrement auquel correspond une amplitude de course de l'organe mené comprise respectivement entre une valeur nulle et une valeur maximale (et à laquelle correspond à son tour une valeur de débit variable respectivement entre une valeur nulle et une valeur maximale dans l'application plus particulièrement Furthermore, the displacement of the output shaft arrangement relative to the input shaft arrangement allows as precise as desired adjustment of the rate of eccentricity of the turntable between a zero value (the two arrangements of input and output shaft then being coaxial) and a maximum value, eccentricity rate to which corresponds an amplitude of travel of the driven member comprised respectively between a zero value and a maximum value (and which corresponds in turn a variable flow value respectively between a zero value and a maximum value in the application more particularly
envisagée d'une pompe doseuse à débit réglable). envisaged of a metering pump with adjustable flow).
De tels moyens de réglage peuvent aisément et simplement être réalisés en prévoyant, dans un mode de réalisation préféré, que l'agencement d'arbre de sortie du joint d'Oldham est monté sur un chariot apte à coulisser linéairement sur au moins une glissière et les moyens de commande comprennent un système vis-écrou interposé entre le support coulissant et un point fixe Such adjustment means can easily and simply be made by providing, in a preferred embodiment, that the arrangement of the output shaft of the Oldham seal is mounted on a carriage capable of sliding linearly on at least one slide and the control means comprise a screw-nut system interposed between the sliding support and a fixed point
du dispositif.of the device.
Il est également possible de prévoir, pour éviter un déréglage intempestif du dispositif préréglé sur une valeur choisie, des moyens de blocage, notamment une vis de blocage, pour bloquer le chariot dans une position correspondant à une amplitude donnée du It is also possible to provide, to avoid inadvertent misadjustment of the device preset to a chosen value, locking means, in particular a locking screw, to lock the carriage in a position corresponding to a given amplitude of the
mouvement de l'organe mené.organ movement led.
Dans un exemple de réalisation particulier, on prévoit que l'agencement d'arbre d'entrée du joint d'Oldham comprend un arbre d'entrée fixe d'axe fixe et une cage d'entrée montée à rotation folle sur ledit arbre, ladite cage d'entrée possédant une paroi frontale équipée d'une gorge de réception d'une première clavette du plateau discoidal, et que l'agencement d'arbre de sortie du joint d'Olhdam comprend un arbre de sortie solidaire du chariot et une cage de sortie montée à rotation folle sur ledit arbre, ladite cage de sortie possédant une paroi frontale équipée d'une gorge de réception d'une seconde clavette décalée angulairement de 90 ' par rapport à la première clavette, du plateau discoldal. Ce grâce à quoi, la mise en oeuvre des moyens In a particular embodiment, provision is made for the input shaft arrangement of the Oldham joint to comprise a fixed input shaft with a fixed axis and an input cage mounted at idle rotation on said shaft, said input cage having a front wall equipped with a groove for receiving a first key of the discoidal plate, and that the arrangement of the output shaft of the Olhdam joint comprises an output shaft integral with the carriage and a cage outlet mounted with crazy rotation on said shaft, said outlet cage having a front wall equipped with a groove for receiving a second key angularly offset by 90 'relative to the first key, of the disc plate. Thanks to which, the implementation of the means
conformément à l'invention permet d'obtenir un disposi- in accordance with the invention makes it possible to obtain a device
tif de transmission de mouvement du genre visé au pré- movement transmission of the kind referred to in the pre-
ambule qui est réglable sans difficulté dans une plage d'amplitudes allant de O à 100 % d'une valeur nominale avec un rendement élevé sensiblement indépendant de la valeur de réglage choisie, qui comporte des mécanismes simples constitués de pièces faciles à usiner et à assembler, réalisable avec des masses réduites en mouvement alternatif et/ou excentré, et qui finalement est d'un fonctionnement fiable, avec peu de pièces ambule which is easily adjustable in a range of amplitudes from 0 to 100% of a nominal value with a high efficiency substantially independent of the selected adjustment value, which comprises simple mechanisms made up of parts which are easy to machine and to assemble , achievable with reduced masses in reciprocating and / or eccentric movement, and which is ultimately reliable, with few parts
d'usure et qui ne nécessite pas un entretien onéreux. wear and does not require expensive maintenance.
L'invention sera mieux comprise à la lecture de The invention will be better understood on reading
la description détaillée qui suit d'un exemple préféré the following detailed description of a preferred example
de réalisation donné uniquement à titre d'exemple purement illustratif et représenté sur le dessin annexé of realization given only by way of purely illustrative example and represented in the appended drawing
dont la figure unique en montre une vue en coupe. whose single figure shows a sectional view.
Sur cette figure, un arbre menant 1 est accouplé à un organe mené 2 par le dispositif de transmission de In this figure, a driving shaft 1 is coupled to a driven member 2 by the transmission device.
mouvement conforme à l'invention, désigné dans son en- movement according to the invention, designated in its entirety
semble par la référence 3, de manière telle que le mou- appears by reference 3, so that the mo-
vement de rotation de l'arbre menant 1 soit transformé, par le dispositif de transmission de mouvement 3, en un mouvement alternatif linéaire de va-et-vient de l'organe rotation of the driving shaft 1 is transformed, by the motion transmission device 3, into a reciprocating linear movement of the organ back and forth
mené 2 (par exemple organe de pompage ou bras d'entraî- driven 2 (for example pumping member or driving arm
nement de l'organe de pompage d'une pompe doseuse). pumping unit of a metering pump).
Dans le dispositif 3, l'arbre menant 1 est équi- In device 3, the driving shaft 1 is equi-
pé, en bout, d'une vis sans fin 4 engrenant avec un en- pe at the end of a worm gear 4 meshing with a
grenage 5 solidaire d'une cage 6 montée folle (par l'in- shot 5 attached to a cage 6 mounted mad (by the
termédiaire de roulements à billes et/ou à rouleaux) sur un arbre fixe 7 d'axe fixe A perpendiculaire à l'axe de l'arbre menant 1 Dans l'exemple représenté, l'engrenage intermediate of ball and / or roller bearings) on a fixed shaft 7 of fixed axis A perpendicular to the axis of the driving shaft 1 In the example shown, the gear
5 est réalisé sous forme d'une denture annulaire soli- 5 is produced in the form of a solid annular toothing
daire de la paroi latérale de la cage 6. Pair the side wall of the cage 6.
La cage 6 et l'arbre fixe 7 constituent un agencement d'arbre d'entrée d'un joint d'Oldham 8 possédant un agencement d'arbre de sortie situé en regard et constitué, de façon analogue, par un arbre fixe 9 d'axe B sur lequel est montée folle, par l'intermédiaire de roulements à billes et/ou à rouleaux, The cage 6 and the fixed shaft 7 constitute an input shaft arrangement of an Oldham seal 8 having an output shaft arrangement located opposite and constituted, in a similar manner, by a fixed shaft 9 d 'B axis on which is mounted idle, by means of ball and / or roller bearings,
une cage 10.a cage 10.
Pour accoupler entre eux, de façon rotative, les deux agencements d'arbre, un plateau intermédiaire 11 est interposé entre les deux cages 6 et 10; le plateau To couple the two shaft arrangements together in a rotary manner, an intermediate plate 11 is interposed between the two cages 6 and 10; the tray
11, de forme discoidale, est muni, sur ses faces prin- 11, of discoidal shape, is provided on its main faces
cipales opposées, de deux clavettes 12, 13 décalées angulairement de 90 l'une par rapport à l'autre et engagées, à glissement sans frottement et sans jeu, respectivement dans deux gorges diamétrales 14 et 15 prévues dans les faces frontales respectives des cages 6 opposite lugs, of two keys 12, 13 angularly offset by 90 relative to each other and engaged, sliding without friction and without play, respectively in two diametrical grooves 14 and 15 provided in the respective end faces of the cages 6
et 10.and 10.
L'arbre 9 est porté par un support ou chariot 16 monté sur des glissières 17 pour être mobile selon une direction (double flèche 18) penpendiculaire aux axes A et B Les moyens commandant le déplacement peuvent être constitués par une tige filetée 19 s'étendant selon la direction 18 qui est engagée dans un logement taraudé du support 16 et que l'on peut faire tourner (double flèche 20) sur elle-même pour provoquer le coulissement du The shaft 9 is carried by a support or carriage 16 mounted on slides 17 so as to be movable in a direction (double arrow 18) pendulum to the axes A and B The means controlling the movement can be constituted by a threaded rod 19 extending in the direction 18 which is engaged in a threaded housing of the support 16 and which can be rotated (double arrow 20) on itself to cause the sliding of the
support 16.support 16.
Une bielle 21, s'étendant sensiblement transver- A connecting rod 21, extending substantially transverse-
salement à l'axe A, possède une tête de bielle 22 évidée qui est emboîtée coaxialement à libre rotation sur le plateau discoldal 11 qui forme alors moyeu A son autre extrémité, la bielle 21 est montée à libre rotation sur une goupille 23 solidaire d'un piston 24 mobile, selon une direction linéaire (double flèche 25) sensiblement perpendiculaire à l'axe A, dans une pièce de guidage fixe 26 formant cylindre Le piston 24 est solidaire de dirty to the axis A, has a hollow connecting rod head 22 which is fitted coaxially with free rotation on the disc plate 11 which then forms a hub At its other end, the connecting rod 21 is mounted for free rotation on a pin 23 secured to a movable piston 24, in a linear direction (double arrow 25) substantially perpendicular to the axis A, in a fixed guide piece 26 forming a cylinder The piston 24 is integral with
ou accouplé à l'organe mené 2.or coupled to the driven member 2.
L'ensemble du dispositif peut être abrité dans un carter 27 qui est traversé par l'arbre menant 1 et qui supporte la pièce de guidage 26 constituant une The entire device can be housed in a casing 27 which is crossed by the driving shaft 1 and which supports the guide piece 26 constituting a
traversée pour la transmission du mouvement de sortie. crossing for the transmission of the output movement.
On prévoit également une vis de blocage 28 associée au chariot 16 et accessible de l'extérieur à travers le carter 27 Cette vis permet de bloquer le chariot 16 dans toute position souhaitée et d'éviter le déplacement inopiné et intempestif du chariot, et donc une modification non souhaitée de l'amplitude de la There is also a locking screw 28 associated with the carriage 16 and accessible from the outside through the casing 27 This screw makes it possible to block the carriage 16 in any desired position and to prevent the unexpected and untimely movement of the carriage, and therefore a unwanted change in the amplitude of the
course de l'organe mené 2.stroke of the driven organ 2.
Lorsque, par action sur la tige de commande 19, on amène l'axe B à être coaxial à l'axe A, le plateau 11 est centré et tourne avec un mouvement de rotation cen- tré sur l'axe A-B; la bielle 21 n'est alors animée d'aucun mouvement et l'organe mené est immobile When, by action on the control rod 19, the axis B is brought to be coaxial with the axis A, the plate 11 is centered and rotates with a rotational movement centered on the axis A-B; the connecting rod 21 is then not animated by any movement and the driven member is stationary
(position 0).(position 0).
Lorsque le chariot 16 est déplacé dans un sens ou dans l'autre à partir de cette position 0, les axes A et B ne sont plus coaxiaux et le plateau 11 tourne de façon excentrée et l'excentrement est d 'autant plus important que l'écartement des axes A et B est lui-même plus important Ce mouvement de rotation excentrée de la tête de bielle 22 se traduit par un mouvement linéaire de va-et-vient du piston 24 et de l'organe mené 2, avec une amplitude fonction du mouvement excentré du plateau 11 et donc de l'écartement des axes A et B. When the carriage 16 is moved in one direction or the other from this position 0, the axes A and B are no longer coaxial and the plate 11 rotates eccentrically and the eccentricity is all the more important as the spacing of axes A and B is itself greater This eccentric rotational movement of the connecting rod head 22 results in a linear reciprocating movement of the piston 24 and of the driven member 2, with an amplitude function of the eccentric movement of the plate 11 and therefore of the spacing of the axes A and B.
Comme il va de soi et comme il résulte d'ail- As it goes without saying and as it results from
leurs déjà de ce qui précède, l'invention ne se limite their already from the above, the invention is not limited
nullement à ceux de ses modes d'application et de réa- in no way to those of its modes of application and reac
lisation qui ont été plus particulièrement envisagés which have been more particularly envisaged
elle en embrasse, au contraire, toutes les variantes. on the contrary, it embraces all its variants.
Claims (4)
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