FR2755474A1

FR2755474A1 - Gravitational rotation drive for space vehicle

Info

Publication number: FR2755474A1
Application number: FR9606130A
Authority: FR
Original assignee: HOUSSET PATRICK HENRY FERNAND
Current assignee: HOUSSET PATRICK HENRY FERNAND
Priority date: 1996-05-14
Filing date: 1996-05-14
Publication date: 1998-05-07

Abstract

The vehicle drive uses the forces produced by the disequilibrium forces produced in rotating masses which are offset in precise relationships and of which the centres of gravity are not situated in the centres of rotation. The vehicle drive has a main drive shaft (1) fixed to two shafts (2,2') with three branches offset at 120 degrees. A satellite gearing (3A-F) is mounted on each shaft, with their centre of gravity offset from the centre of rotation. These are precisely positioned so that their offset mass is formed and meshes with two gearing sets (4A-B) which freely cross on their central shaft (1).

Description

La présente invention concerne un dispositif mécanique qui fonctionne par l'utilisation des forces de déséquilibre issues de différentes pieces tournantes dont les centres de gravité ne se situent pas dans les centres de rotation.The present invention relates to a mechanical device which operates by the use of imbalance forces from different rotating parts whose centers of gravity are not located in the centers of rotation.

Le but de l'invention est de mouvoir dans un espace. soumis exclusivement à un effet de pesanteur, le véhicule qui lui sert de support.The object of the invention is to move in a space. subject exclusively to a gravity effect, the vehicle which serves as its support.

L'invention n'utilise aucun support matériel comme l'eau l'air le sol ou l'action résultant de l'éjection à grande vitesse d'un jet de gaz issu d'un moteur de fusée, pour se mouvoir ou assurer sa sustentation dans un milieu terrestre ou planétaire, contrairement aux véhicules actuel.The invention does not use any material support such as water, air, soil or the action resulting from the high-speed ejection of a jet of gas from a rocket engine, for moving or ensuring its levitation in a terrestrial or planetary environment, unlike current vehicles.

Les dessins annexés illustrent l'invention.The accompanying drawings illustrate the invention.

La figure "1" représente le dispositif mécanique de base .( le carter de protection des éléments constitutifs, les différents roulements d'axe ainsi que le moteur d'entraînement ne sont pas représenté sur cette figure).Figure "1" represents the basic mechanical device (the protective casing of the constituent elements, the various axle bearings and the drive motor are not shown in this figure).

Un arbre d'entraînement principal ( 1) reçoit solidairement deux ensembles identiques d'axes inclinés ( 2 et 2' ) (l'intérêt de l'inclinaison des axes ( 2 et 2' ) par rapport à l'axe ( 1 ) sera détaillé ultérieurement ) à trois branches (chacune des branches sont décalées de 120 degrés les unes par rapport aux autres. Ces deux ensembles d'axes (2 et 2' ) sont décalés de 60 degrés, l'un par rapporta l'autre, sur l'axe principal ( I ).( figure 1.1 ).A main drive shaft (1) receives two identical sets of inclined axes (2 and 2 ') (the advantage of the inclination of the axes (2 and 2') relative to the axis (1) will be detailed later) with three branches (each of the branches are offset by 120 degrees with respect to each other. These two sets of axes (2 and 2 ′) are offset by 60 degrees, with respect to each other, on the main axis (I) (figure 1.1).

Les six branches ,ainsi formées, reçoivent, chacune. un engrenage satellite de centre de gravite décentré, libre en rotation.,(3A à 3F ) ,calé en positionnement précis et engrenant sur un des deux engrenages fixes (4A et 4B ) que traverse ,librement en leurs centres, l'axe principal (1) .The six branches, thus formed, each receive. a satellite gear with center of gravity off center, free to rotate., (3A to 3F), fixed in precise positioning and meshing on one of the two fixed gears (4A and 4B) which the main axis crosses freely in their centers 1).

Les engrenages satellites mobiles ( 3A à 3 F ) sont identiques en dimensions et nombre de dents aux engrenages fixes. Leur rapport est égal à 1,/1 . Ils peuvent être en plastique ou en acier à denture droite ou spirale.The mobile satellite gears (3A to 3 F) are identical in size and number of teeth to the fixed gears. Their ratio is equal to 1/1. They can be plastic or steel with straight or spiral teeth.

Particularité des engrenages satellites mobiles ( 3A à 3F)
Leur centre de gravité ne se situe pas dans leur centre de rotation.Special feature of mobile satellite gears (3A to 3F)
Their center of gravity is not located in their center of rotation.

La figure "1" générale présente des engrenages ( 3A à 3F ) satellites mobiles, de centre de gravité décalé, des axes de rotation ( 2 et 2' ), par rajout de matière ,dont la densité est supérieure aux matériaux formant ces engrenages .et par retrait de matiére, dans la partie opposée à la masse décentrée. La figure "2" présente un des engrenages satellite mobile vue de face à denture spirale ( 2.1) ,équipé d'une masse rapportée ( 2.2 ) de densité supérieure à l'engrenage et d'alésage ( 2.3 ) dans la demi-section circulaire opposée. Afin d'assurer la libre rotation de l'engrenage satellite et son blocage longitudinal sur sa branche menante ,l'alésage central ( 2.4 ) reçoit un roulement combiné ( un roulement à rouleaux cylindrique et un roulement conique ).cet ensemble de roulement n'est pas représenté sur la figure " 2 "
Fonctionnement du dispositif mécanique. The general figure "1" shows gears (3A to 3F) mobile satellites, with offset center of gravity, axes of rotation (2 and 2 '), by adding material, the density of which is greater than the materials forming these gears. and by removal of material, in the part opposite the off-centered mass. Figure "2" shows one of the mobile satellite gears front view with spiral toothing (2.1), equipped with an attached mass (2.2) of density greater than the gear and with bore (2.3) in the circular half-section opposite. In order to ensure the free rotation of the satellite gear and its longitudinal locking on its driving branch, the central bore (2.4) receives a combined bearing (a cylindrical roller bearing and a tapered bearing). is not shown in figure "2"
Operation of the mechanical device.

Lors de la rotation de l'axe principal (1), par un système moteur, les deux axes inclinés (2 et 2' ) entraînent les différents engrenages mobiles (3A à 3 f) en rotation . Ceux-ci engrènent sur les engrenages fixes ( 4A et 4B ).De par le calage initial ( effectué lors du montage des éléments constituant la machine ) des engrenages mobiles, donc du positionnement des masses formées par la modification des centres de gravité des engrenages satellites ,vis-à-vis de leurs engrenages fixes associé ,l'axe principal (1) est soumis à un ensemble de force.During the rotation of the main axis (1), by a motor system, the two inclined axes (2 and 2 ') drive the different mobile gears (3A to 3 f) in rotation. These mesh with the fixed gears (4A and 4B). Due to the initial setting (carried out during the assembly of the elements constituting the machine) of the mobile gears, therefore of the positioning of the masses formed by the modification of the centers of gravity of the satellite gears , vis-à-vis their associated fixed gears, the main axis (1) is subjected to a force assembly.

La figure 5 représente les différentes forces, à un instant T de la rotation du dispositif mécanique pour un demi-ensemble de base ( trois engrenages 3A à 3C mobiles sur leur axe ( 2 ) à trois branches . Deux forces FCa et FDa issues de l'engrenage 3A et deux forces FCb et FDb issue de l'engrenage 3B . Les forces FCc et FDc issues de l'engrenage 3C ne sont pas représentées, car en arrière du plan.FIG. 5 represents the different forces, at an instant T of the rotation of the mechanical device for a basic half-assembly (three gears 3A to 3C movable on their axis (2) with three branches. Two forces FCa and FDa coming from l gear 3A and two forces FCb and FDb from gear 3B. The forces FCc and FDc from gear 3C are not shown, because in the background.

Les forces centrifuges FCa.b et c tendent à éjecter les différentes pièces mobiles de leur axe support ( 2 ) . Ces forces ayant même intensité, I'axe ( 1 ) est équilibré durant sa rotation.The centrifugal forces FCa.b and c tend to eject the different moving parts from their support axis (2). These forces having the same intensity, the axis (1) is balanced during its rotation.

Les forces de déséquilibre FDa.b et c sont générées par l'action des masses décentrées des engrenages satellites (3A à 3C ) et entraîne par réaction l'axe menant ( 2 ) donc l'axe ( 1 ) solidaire dans le sens de cette action.The imbalance forces FDa.b and c are generated by the action of the off-center masses of the satellite gears (3A to 3C) and by reaction drives the driving axis (2) therefore the axis (1) integral in the direction of this action.

La représentation en perspective du déplacement d'un des six engrenages ( 3A à 3 F ) donc de la direction de la force de déséquilibre est présentée par les figures 3.1 à 3.14. Ces figures prennent en compte la force de pesanteur du lieu notée ( FP ). On constate que la force de déséquilibre est soit orientée longitudinalement à l'axe principale (1) soit orientée dans une direction ascendante et descendante mais dont la résultante verticale est toujours contraire à la force de pesanteur notée (FP).The perspective representation of the displacement of one of the six gears (3A to 3 F) and therefore of the direction of the imbalance force is presented in Figures 3.1 to 3.14. These figures take into account the gravity of the place noted (FP). It can be seen that the imbalance force is either oriented longitudinally of the main axis (1) or oriented in an upward and downward direction but whose vertical result is always contrary to the noted force of gravity (FP).

Le choix des différents décalages d'axes 120 degrés pour les branches des axes (2 et 2' )décalés l'un par rapport à l'autre de 60 degrés ) permet une meilleure répartition des contraintes encaissées par l'axe principal ( 1 ) .The choice of different axis offsets 120 degrees for the branches of the axes (2 and 2 ') offset from each other by 60 degrees) allows a better distribution of the stresses absorbed by the main axis (1) .

Afin d'améliorer le rendement du dispositif mécanique les deux axes ( 2 et 2' ) présentent, suivant l'invention, un angle par rapport à l'axe d'entraînement principal ( 1 ) .(figure 6 ). In order to improve the efficiency of the mechanical device, the two axes (2 and 2 ') have, according to the invention, an angle relative to the main drive axis (1) (Figure 6).

Les figures (4.1 à 4.4 ) donnent la représentation des forces centrifuge ( Fic ), des forces de déséquilibre ( FD ) et de leur résultante ( FCD ) par rapport à la force de pesanteur ( FP ) pour quatre positions d'un engrenage satellite, calé sur son engrenage fixe associé. The figures (4.1 to 4.4) give the representation of the centrifugal forces (Fic), the forces of imbalance (FD) and their resultant (FCD) compared to the force of gravity (FP) for four positions of a satellite gear, wedged on its associated fixed gear.

les figures (4.1 et 4 3 ) , présentent un engrenage satellite calé à 90 degrés de son engrenage fixe associé. C'est le mode droit. La figure ( 4.1 ) donne l'image de l'engrenage satellite à un instant ( T , durant la rotation de celui-ci ,en position horizontale haute parallèle à l'axe d'entraînement principale. La figure ( 4 .3 ) donne l'image de cet engrenage mobile en position basse après un demi-tour de rotation. Figures (4.1 and 4 3) show a satellite gear set at 90 degrees from its associated fixed gear. It's the right mode. Figure (4.1) gives the image of the satellite gear at an instant (T, during its rotation, in a horizontal high position parallel to the main drive axis. Figure (4 .3) gives the image of this movable gear in the low position after a half-turn.

Les figures ( 4.2 et 4.4 ) présentent un engrenage satellite formant un angle aigu par rapport à son engrenage fixe également associé. C'est le mode incliné. La figure ( 4.2 ) représente l'engrenage en rotation à l'instant T dans une position haute .La figure ( 4.4 )représente l'engrenage après une rotation de 180 degrés ,en position basse.Figures (4.2 and 4.4) show a satellite gear forming an acute angle with respect to its also associated fixed gear. It's the tilted mode. Figure (4.2) shows the gear in rotation at time T in a high position. Figure (4.4) shows the gear after a rotation of 180 degrees, in the low position.

Le mode incliné donne l'avantage de présenter des forces ascendantes supérieures et des forces descendantes inférieure au mode droit .Ces forces ascendantes et descendante sont notées FAS et FDI sur les figures 4 . 2 et 4 . 4 . The inclined mode gives the advantage of having higher ascending forces and lower descending forces than the straight mode. These ascending and descending forces are noted FAS and FDI in FIGS. 4. 2 and 4. 4.

Pour des forces de déséquilibre équivalentes issue des deux modes précités, le mode incliné permet, compte tenu du gain résultant, d'abaisser le régime de rotation de l'axe principal, donc de diminuer l'effet des forces centrifuges inhérent à l'entraînement des différentes pièces.For equivalent imbalance forces from the two aforementioned modes, the inclined mode allows, taking into account the resulting gain, to lower the speed of rotation of the main axis, therefore to reduce the effect of the centrifugal forces inherent in the drive. of the different rooms.

Le dispositif de base, tel qu'il a été défini, présente un inconvénient lors de son fonctionnement : la force résultante de déséquilibre n'est pas constante ,elle est de forme vibratoire.Afin d'amortir celle-ci, un ensemble peut comporter plusieurs dispositifs de base entraînés en rotation synchrone dont les axes principaux sont décalés d'un nombre de degrés équivalent .(figure 7 ).The basic device, as it has been defined, has a drawback during its operation: the resulting force of imbalance is not constant, it is of vibratory form. In order to dampen it, an assembly may include several basic devices driven in synchronous rotation whose main axes are offset by an equivalent number of degrees (Figure 7).

Dispositif mécanique à forces directionnelles: contrairement au dispositif précédent ,qui comportait des engrenages satellites engrenant sur des engrenages fixes donc solidaire du carter, le dispositif à force résultante directionnelle possède des engrenages satellites engrenant sur deux engrenages dont la position, autour de l'axe principal d'entraînement, peut être modifiée de quelque degré par une commande de positionnement.Mechanical device with directional forces: unlike the previous device, which included satellite gears meshing on fixed gears therefore integral with the casing, the device with resulting directional force has satellite gears meshing on two gears whose position, around the main axis can be changed to any degree by a positioning control.

Cette commande peut être de type synchrone ( rotation conjointe de quelques degrés autour de l'axe principal des engrenages ( 4A et 4 b ) ou asynchrone ( rotation indépendante ) . I1 en résulte une modification de la direction résultante des forces de déséquilibre issues des masses en rotation décentrées formées au niveau des engrenages satellites, donc d' une modification de la direction du véhicule que renferme le dispositif mécanique . . This command can be of the synchronous type (joint rotation of a few degrees around the main axis of the gears (4A and 4b) or asynchronous (independent rotation). This results in a modification of the direction resulting from the imbalance forces from the masses in eccentric rotation formed at the level of the satellite gears, therefore of a modification of the direction of the vehicle which the mechanical device contains.

Afin d'atténuer l'effort à exercer sur la pièce de commande ( 5 ) figure 8.1,effort du aux poussés résultantes de la rotation des engrenages satellites sur les engrenages rendus ainsi amovibles de quelques degrés ,un ensemble mécanique peut comporter deux dispositifs de base identiques, défini précédemment ,animés en rotation synchrone mais inverse .Pour limiter le phénomène vibratoire, Les deux axes principaux des ensembles de base sont décalés de 30 degrés, figure 8, (donc décalage de 30 degrés des douze engrenages satellites ainsi formés ) . In order to attenuate the effort to be exerted on the control part (5) figure 8.1, effort due to the thrusts resulting from the rotation of the satellite gears on the gears made thus removable by a few degrees, a mechanical assembly can comprise two basic devices identical, defined above, driven in synchronous but reverse rotation. To limit the vibration phenomenon, The two main axes of the basic assemblies are offset by 30 degrees, figure 8, (therefore offset by 30 degrees of the twelve satellite gears thus formed).

La limitation en dimensionnement et en poids du dispositif mécanique peut être optenu, par ailleur ,en rapprochant les deux sous ensembles (décalé de soixante degrés ), à trois engrenages satellites l'un par rapport à l'autre. Il en résulte un dispositif plus léger et plus compacte.(figure9)
Dispositif mécanique à carter dynamique.The limitation in size and weight of the mechanical device can be obtained, by the way, by bringing the two subassemblies (offset by sixty degrees), to three satellite gears relative to each other. The result is a lighter and more compact device. (Figure 9)
Mechanical device with dynamic housing.

Le dispositif mécanique à carter dynamique. objet de cette deuxième version repose sur les mêmes principes de fonctionnement que le dispositif de base vue précédemment aux différences mécaniques suivantes: l'axe principal (1) est amovible et reçoit solidairement ou non les deux engrenages ( 4 A et 4 B ) sur lesquels sont calés les engrenages satellites
Les deux axes 2 et 2' sont mobiles autour de l'axe 1
Les différentes branches, décalées d'un nombre de degrés équivalent, sont fixées à leur extrémité à l'intérieur d'un carter libre en rotation sur l'axe I . Ce carter est entraîné par un dispositif moteur solidaire au véhicule.The mechanical device with dynamic housing. object of this second version is based on the same operating principles as the basic device seen above with the following mechanical differences: the main axis (1) is removable and receives the two gears (4 A and 4 B) on or off are set the satellite gears
The two axes 2 and 2 'are movable around axis 1
The different branches, offset by an equivalent number of degrees, are fixed at their ends inside a free housing rotating on the axis I. This casing is driven by a motor device secured to the vehicle.

Le principal avantage d'un tel montage réside dans le fait que ce carter participe, en partie par sa structure, à résister aux effets mécaniques de la force centrifuge issue de la rotation des engrenages de centre de gravité déséquilibré.The main advantage of such an assembly lies in the fact that this casing participates, in part by its structure, in resisting the mechanical effects of the centrifugal force resulting from the rotation of the gears with an unbalanced center of gravity.

I1 pennet donc des vitesses plus élevées, une force de déséquilibre plus importante et un effet vibratoire atténué. It therefore allows higher speeds, a greater imbalance force and a reduced vibratory effect.

Par ailleur le liquide assurant la lubrification des engrenages satellites se trouve plaqué, lors de la rotation du carter dynamique , par force centrifuge sur la face interne du celui-ci, contribuant ainsi à assurer une complète lubrification des engrenages en rotation.By the way, the liquid ensuring the lubrication of the satellite gears is plated, during the rotation of the dynamic casing, by centrifugal force on the internal face of the latter, thus contributing to ensuring complete lubrication of the rotating gears.

L'alimentation en lubrifiant des différents roulements est effectuée par l'intermédiaire de canaux communiquant pratiqués dans le coeur des axes fixes ou mobiles .Un conduit fixé sur l'arbre principal et débouchant dans ces canaux prélève à son extrémité une partie du liquide de lubrification dans la couronne de lubrifiant animé en rotation. Ce dispositif de collecte évite l'utilisation de pompe et permet d'ajuster la quantité de lubrifiant en fonction de la vitesse de rotation du dispositif mécanique.The lubricant is supplied to the various bearings via communicating channels in the core of the fixed or movable axes. A conduit fixed on the main shaft and opening into these channels takes a portion of the lubrication liquid from its end. in the rotating lubricant ring. This collection device avoids the use of a pump and makes it possible to adjust the quantity of lubricant as a function of the speed of rotation of the mechanical device.

La direction du véhicule, que renferme le dispositif à carter dynamique, peut être obtenu en suivant le même principe exposé dans la version précédente. Rotation de quelques degrés de l'axe principal sur lequel sont fixés solidairement les engrenages ( 4 A et 4 B ), c'est le mode synchrone, ou en modifiant de manière asynchrone la position de ces deux engrenages.The direction of the vehicle, which contains the dynamic casing device, can be obtained by following the same principle explained in the previous version. Rotation of a few degrees from the main axis on which the gears (4 A and 4 B) are fixed, it is the synchronous mode, or by modifying asynchronously the position of these two gears.

L'un un engrenage ( 4 A par exemple) peut être solidaire de l'axe (1) amovible, I'autre ( 4 B ) également amovible mais à commande indépendante.One a gear (4 A for example) can be secured to the removable axis (1), the other (4 B) also removable but independently controlled.

Afin d'annuler l'effort à exercer sur la pièce de commande, deux dispositifs à carter dynamique tournant de manière synchrone mais inverse peut être envisagée comme précédemment.In order to cancel the effort to be exerted on the control part, two dynamic casing devices rotating synchronously but inversely can be envisaged as before.

Dans les différentes versions exposées, I'arbre principal (1 ) supporte, solidairement ou non, deux axes ( 2 et 2' ) à trois branches. Ce choix n'est pas limitatif. Le nombre de paire d'axe menant les engrenages satellite. décalé les uns par rapport aux autres d'un nombre de degrés équivalent, peut être multiplié par deux-trois ,quatre ect... In the different versions shown, the main shaft (1) supports, solidarily or not, two axes (2 and 2 ') with three branches. This choice is not limiting. The number of axis pairs driving the satellite gears. offset from each other by an equivalent number of degrees, can be multiplied by two-three, four ect ...

Claims

1) Device which uses the results of forces of imbalance from rotating parts, fixed in precise position, whose centers of gravity are not located in the centers of rotation whose purpose is to move in a space subjected exclusively to an effect of gravity the vehicle which serves as a support without leaning on elements such as air, water or soil characterized in that it comprises, for its basic version, a main drive axis (1) integrally two axes (2 and 2 ') with three branches, offset from one another by 120 degrees, receiving in free rotation on each of the branches, a satellite gear (3 A to 3 F), whose particularity essential is to have their center of gravity not located in their center of rotation, precisely positioned, due to their off-center mass thus formed, and meshing on two gears (4 A and 4 B) which freely crosses in their center. axis (1).

2) Device according to claim 1 characterized in that the axes (2 2 and 2 ') integral with the main axis (1) are not perpendicular thereto and that they also have an offset of 60 degrees l one over the other.

3) Device according to claim 1 and 2 characterized in that each mobile satellite gear has their center of gravity which is not located in their center of rotation, ie the axes (2 and 2 ') by adding a mass (2 2) of higher density than the materials forming the gear and by withdrawal of material (2. 3) in the opposite circular half-section.

4) Device according to claim 1 characterized in that the gears (4 A and 4 B) can be fixed relative to the rotation of the main drive axis (1) (therefore integral with the protective casing), or removable , by the action of a positioning command, a few degrees relative to the main axis (1) (therefore independent of the protective casing) and this in a synchronous or asynchronous manner.

5) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the assembly of two identical basic versions, with six satellite gears of center of gravity off-center, rotating in opposite directions and synchronously, makes it possible to cancel the effort to exert on the positioning control part of the removable gears.

6) device according to claim 5 characterized in that the two basic mechanical assemblies in reverse and synchronous rotation are offset by thirty degrees relative to each other.

7) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that each basic half-assembly of three gears, having an offset of sixty degrees, allows by their approximation a more compact system.

8) Device according to a different version but whose function is identical characterized in that the main axis (1) is fixed placed in the center of a rotary casing in which is fixed the ends of the axes (2 and 2 ') free in rotation around the main axis (1) 9) Device according to claim 8, characterized in that the different mechanical parts have the same angles of inclination of registration or positioning as the first version with main axis (1) mobile.

10) Device according to any one of the preceding claims, characterized in that the number of axes (2 and 2 ') with three branches is not limiting.