F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons – 16 – H
Patent
F - Mech Eng,Light,Heat,Weapons
16
H
F16H 3/74 (2006.01) F16H 29/22 (2006.01)
Patent
CA 2294083
This smoothly automatic changing ratios gear mechanism for use in devices as small as toys and as large as the heaviest industrial machines is an arrangement of planetary gear sets (68, 72) which provide divergent ratio gear tracks (38, 40) driven by an arrangement of components (32) for dynamically positioning virtual fulcrum points (48) along virtual balance beams (54) thus automatically realizing a multiplicity of gear ratios. The gear ratio changes result from the relationship of the amplitude of force driving the system acting against the variable bias of spring and centrifugal forces that tend to keep the fulcrums (22) positioned to affect high RPM output. The gear tracks are arranged as minor images of each other and in a manner such that the ring gear (56) of an input planetary gear set (68) is tied to the sun gear (70) of an output planetary gear set (72) and vice versa thus forming divergent ratio gear tracks (38, 40). A low RPM output results from driving the input ring gear (56) and a high RPM output results from driving the input sun gear (58) with virtual fulcrum points (48) impinging upon virtual balance beams (54) so that gear ratios from the highest to the lowest and all the continuum between are possible. Using a sun gear to ring gear size ratio of 1/5 provides an output gear ratio ranging from 1/1 to 36/1.
Cette invention se rapporte à un mécanisme de changement automatique, sans à-coup, d'un rapport d'engrenage, conçu pour être utilisé dans des dispositifs de petite taille, tels que des jouets, et de grande taille, tels que les machines industrielles les plus lourdes. Ce mécanisme est composé d'un agencement d'ensembles de roues planétaires (68, 72) qui constituent des pistes (38, 40) d'engrenages à rapports divergents, commandés par un agencement de composants (32) conçus pour positionner dynamiquement des points pivots (48) virtuels le long de balanciers (54) virtuels, ce qui permet d'obtenir automatiquement une multiplicité de rapports d'engrenages. Les changements de rapports d'engrenages découlent de la relation existant entre l'amplitude de la force commandant le système qui s'oppose à la sollicitation variable du ressort, et les forces centrifuges qui tendent à maintenir les points pivots (22) en une position influençant la sortie à vitesse de rotation élevée. Les pistes d'engrenages sont agencées comme des images symétriques les unes des autres et de sorte que la couronne (56) d'un ensemble d'engrenages planétaires d'entrée (68) est liée à la roue solaire (70) d'un ensemble d'engrenages planétaires de sortie (72) et vice versa, ce qui assure la formation de pistes d'engrenages (38, 40) de rapports divergents. Une sortie à faible vitesse de rotation découle de l'entraînement de la couronne (56) d'entrée et une sortie à vitesse de rotation élevée découle d'un entraînement de la roue solaire (58) d'entrée, les points pivots (48) virtuels percutant les balanciers (54) virtuels de sorte que tous les rapports d'engrenages, des plus élevés aux plus faibles, ainsi que tous les rapports intermédiaires, sont possibles. L'utilisation d'un rapport de taille, de la roue solaire à la couronne, égal à 1/5 permet d'obtenir un rapport d'engrenage de sortie compris entre 1/1 et 36/1.
Borden Ladner Gervais Llp
Hunts' Serendipity Inc.
LandOfFree
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