RU2096657C1

RU2096657C1 - Pendulum propeller

Info

Publication number: RU2096657C1
Application number: RU93038699A
Authority: RU
Inventors: Василий Константинович Шаврин
Original assignee: Василий Константинович Шаврин
Priority date: 1993-08-04
Filing date: 1993-08-04
Publication date: 1997-11-20

Abstract

FIELD: mechanical engineering. SUBSTANCE: inertia-pulse converter is built up of two pairs of inertia masses mounted on ends of rocking rods whose other ends rest on fixed shaft for relative vibratory motion in opposite directions with vibration phase of one pair shifted from that of other pair; kinematic link of drive with converter is made in the form of pushrod with trigger mechanism coupled with case by means of flexible member, such as spring, and with drive through roller members installed on drive crankshaft for periodic engagement of trigger mechanism actuator; crankshafts are made for rotation in opposing directions. EFFECT: improved design. 2 cl

Description

Изобретение относится к области машиностроения и может быть использовано в тех отраслях хозяйственной деятельности, где требуется перемещение изделий в агрессивных средах и вакууме, так как маятниковые движители могут размещаться в изолированном от окружающей среды изделии и перемещать его в требуемом направлении. The invention relates to the field of mechanical engineering and can be used in those sectors of economic activity where movement of products in aggressive environments and vacuum is required, since pendulum motors can be placed in an isolated product from the environment and move it in the desired direction.

Известен инерционно-импульсный преобразователь периодического воздействия рабочих инерционных грузов на корпус транспортного средства для сообщения ему требуемого движения, заявка Франции N 2608689, кл. F 03 G 3/08, 1988. В этом преобразователе двигатель вращает ротор, несущий два или более, свободных для поворота в плоскости вращения ротора, массивных колеса, связанных с ротором амортизаторами в виде пружин. При каждом полуповороте одно из колес встречается с упором на корпусе, амортизатор сжимается, массивное колесо поворачивается и дает возможность ротору вращаться в том же направлении. Накопленная в амортизаторе энергия возвращает колесо в первоначальное положение. Known inertial-pulse converter of periodic effects of working inertial loads on the vehicle body to communicate to him the required movement, application of France N 2608689, cl. F 03 G 3/08, 1988. In this converter, the motor rotates a rotor carrying two or more massive wheels that are free to rotate in the plane of rotation of the rotor, connected to the rotor by shock absorbers in the form of springs. At each half-turn, one of the wheels meets with emphasis on the body, the shock absorber contracts, the massive wheel rotates and allows the rotor to rotate in the same direction. The energy stored in the shock absorber returns the wheel to its original position.

Недостатком этого преобразователя являются:
жесткий удар массивного колеса об упор на корпусе, вследствие инерционности колес;
энергия, накопленная в амортизаторе, не используется для создания тяги, а только возвращает массивное колесо в исходное положение;
от работающего двигателя и при ударе вращающейся массы об упор на корпусе возникают, действующие на него, моменты.The disadvantage of this converter are:
a hard blow of a massive wheel about an emphasis on the case, due to the inertia of the wheels;
the energy stored in the shock absorber is not used to create traction, but only returns the massive wheel to its original position;
from a running engine and upon impact of a rotating mass against an emphasis on the body, moments acting on it arise.

Известен инерционно-импульсный преобразователь по заявке Франции N 2608688, кл. F 03 G 3/08, 1988. Known inertial-pulse converter according to the application of France N 2608688, class. F 03 G 3/08, 1988.

В этом преобразователе двигатель через привод, систему кривошипов и шатунов приводит в колебательное движение инерционные массы, качающиеся на штангах соединенных между собой пружиной. In this converter, the engine through the drive, the crank system and connecting rods drives the inertial masses oscillating on the rods connected by a spring.

Недостатками этого преобразователя являются:
сложная система привода для колебания масс;
большие потери энергии, вследствие сложного возвратно-поступательного движения массивных элементов привода;
возмущающее действие на корпус крутящего момента от двигателя и колебаний центра тяжести движителя вследствие колебания инерционных масс.The disadvantages of this converter are:
sophisticated drive system for mass fluctuations;
large energy losses due to the complex reciprocating motion of massive drive elements;
the disturbing effect on the body of the torque from the engine and the oscillations of the center of gravity of the propulsion due to fluctuations inertial masses.

Целью предлагаемого изобретения является устранение изложенных выше недостатков и увеличение коэффициента полезного действия движителя. Указанная цель достигается тем, что в корпусе устанавливается инерционно-импульсный преобразователь периодического воздействия в однонаправленное движение со средством кинематической связи с приводом. Инерционно-импульсный преобразователь выполнен в виде не менее двух пар инерционных масс, закрепленных на концах качающихся штанг, установленных другими концами на неподвижном валу с возможностью колебательного движения относительно друг друга в противоположных направлениях, что достигается их связью через конические зубчатые колеса. Механизм движителя обеспечивает сдвиг фаз колебаний одной пары инерционных масс относительно другой так, что максимальной скорости одной пары соответствует нулевая скорость другой пары. Сдвиг фаз увеличивает коэффициент полезного действия движителя и сохраняет положение центра тяжести движителя при колебании инерционных масс. Кинематическая связь привода с преобразователем выполнена в виде толкателя со взводным механизмом, связанного с корпусом упругим элементом, например пружиной, и с приводом через роликовые элементы, установленные на кривошипных валах привода с возможностью периодического взаимодействия с исполнительным элементом взводного механизма якорем, причем кривошипные валы выполнены с возможностью вращения во встречных направлениях. The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages and increase the efficiency of the propulsion. This goal is achieved by the fact that an inertial-pulse converter of periodic action in unidirectional movement with a means of kinematic communication with the drive is installed in the housing. The inertial-pulse converter is made in the form of at least two pairs of inertial masses, fixed at the ends of the swinging rods, mounted by the other ends on a fixed shaft with the possibility of oscillatory motion relative to each other in opposite directions, which is achieved by their connection through bevel gears. The propulsion mechanism provides a phase shift of the oscillations of one pair of inertial masses relative to another so that the maximum speed of one pair corresponds to the zero speed of the other pair. The phase shift increases the efficiency of the propulsion and maintains the position of the center of gravity of the propulsion when the inertial mass fluctuates. The kinematic connection of the drive with the converter is made in the form of a pusher with a cocking mechanism connected to the housing by an elastic element, such as a spring, and with a drive through roller elements mounted on the crank shafts of the drive with the possibility of periodic interaction with the actuating element of the cocking mechanism by an anchor, and the crank shafts are made with possibility of rotation in opposite directions.

Сущность предлагаемого изобретения изображена на чертежах: на фиг. 1 общий вид движителя без задней стенки; на фиг. 2 сечение по А А на фиг. 1. The essence of the invention is shown in the drawings: in FIG. 1 general view of the mover without a rear wall; in FIG. 2 section along A A in FIG. one.

Маятниковый движитель, изображенный на фиг. 1 и 2, имеет корпус 1 с задней стенкой 2. На корпусе 1 движителя установлены неподвижно двигатели 3 привода. В корпусе 1 движителя установлены:
неподвижно вал 4 преобразователя;
шарнирно кривошипные валы 5 привода с кривошипами 6 и роликами 7;
подвижно пусковые стопоры 8, соединенные перемычкой 9;
шарнирно синхронизирующие стопоры 10 с тягами 11;
подвижно пусковая кнопка 12;
шарнирно роликовые элементы 13.The pendulum propulsion device shown in FIG. 1 and 2, has a housing 1 with a rear wall 2. On the housing 1 of the mover mounted motionless motors 3 of the drive. In the housing 1 of the mover installed:
motionless shaft 4 of the Converter;
articulated crank shafts 5 of the drive with cranks 6 and rollers 7;
movably starting stoppers 8 connected by a jumper 9;
pivotally locking stops 10 with rods 11;
movably starting button 12;
articulated roller elements 13.

Активные инерционные массы 14 установлены на концах штанг 15, на других концах которых имеются вилки 16 с закрепленными на них коническими зубчатыми колесами 17 и рычагами 18. Вилки 16 установлены шарнирно на валу 4 преобразователя. Пассивные инерционные массы 19 установлены на концах штанг 20. Другими концами штанги 20 с закрепленными на них коническими зубчатыми колесами 17, установлены шарнирно на валу 4 преобразователя. Толкатели 21 закреплены на штангах 22, установленных шарнирно на валу 4 преобразователя. Упругими элементами, например пружинами, 23 толкатели соединены с корпусом 1. Active inertial masses 14 are installed at the ends of the rods 15, at the other ends of which there are forks 16 with bevel gears 17 and levers 18 fixed on them. The forks 16 are pivotally mounted on the shaft 4 of the converter. Passive inertial masses 19 are installed at the ends of the rods 20. The other ends of the rods 20 with bevel gears 17 fixed to them are mounted pivotally on the shaft 4 of the converter. The pushers 21 are mounted on the rods 22 mounted pivotally on the shaft 4 of the Converter. Elastic elements, such as springs, 23 pushers are connected to the housing 1.

На толкателях 21 установлены:
шарнирно пусковые собачки 24 с пружинами 25;
шарнирно синхронизирующие собачки 26 с пружинами 27;
шарнирно фиксирующие собачки 28 с пружинами 29;
шарнирно исполнительные элементы взводного механизма якори 30 с пружинами 31;
неподвижно закреплен, например резиновый, буфер 32.On the pushers 21 are installed:
articulated starting dogs 24 with springs 25;
articulated synchronizing dogs 26 with springs 27;
articulated locking dogs 28 with springs 29;
articulated actuating elements of the cocking mechanism of the anchor 30 with springs 31;
fixed, for example rubber, buffer 32.

Рабочие упругие элементы, например пружины 33, установлены на шарнирных кривошипах 34 и стержнях 35. Working elastic elements, such as springs 33, are mounted on articulated cranks 34 and rods 35.

На задней стенке 2 корпуса 1 установлены;
шарнирно промежуточные зубчатые конические колеса 36 с кривошипами 37;
шарнирно коромысла 38.On the rear wall 2 of the housing 1 are installed;
articulated intermediate bevel gears 36 with cranks 37;
articulated rocker arm 38.

В среднем положении коромысла 38 удерживает пружины 39. In the middle position of the rocker arm 38 holds the spring 39.

Маятниковый движитель работает следующим образом. The pendulum propulsion operates as follows.

В исходном положении активные инерционные массы 14 находятся в зацеплении с толкателями 21 с помощью фиксирующих собачек 28, а толкатели удерживаются пусковыми собачками 24, которые упираются в пусковые стопоры 8, находящиеся в положении "стоп, и синхронизирующими собачками" 26, которые упираются в синхронизирующие стопоры 10, находящиеся в среднем положении. Пружины 23 толкателей 21 взведены. Взведена также половина рабочих пружин 33. In the initial position, the active inertial masses 14 are engaged with the pushers 21 with the help of locking dogs 28, and the pushers are held by the trigger dogs 24, which abut against the trigger stops 8, which are in the stop position, and the synchronizing dogs 26, which abut against the synchronizing stops 10, located in the middle position. Springs 23 pushers 21 cocked. Half of the working springs 33 are also cocked.

Перед запуском движителя включаются двигатели 3 привода, которые в холостую вращают кривошипные валы 5, так как якори 30 подняты активными инерционными массами 14. Before starting the mover, the drive motors 3 are turned on, which rotate the crank shafts 5 idle, since the anchors 30 are raised by the active inertial masses 14.

Для пуска движителя нажимается пусковая кнопка 12, которая через коромысло 38 и тягу 11 смещает левый синхронизирующий стопор 10, освобождая синхронизирующую собачку 26, а при дальнейшем движении пусковая кнопка 12 через перемычку 9 переводит пусковые стопоры 8 (левый и правый) в положение "пуск", при котором освобождаются пусковые собачки 24. В этом положении пусковые стопоры остаются до перевода их в положение "стоп". После освобождения пусковой кнопки 12 синхронизирующий стопор 10 пружинами 39 через коромысло 38 и тягу 11 возвращается в среднее положение. Освобожденный левый толкатель 21 под действием пружины 23 сообщает левой активной инерционной массе 14 дополнительный движущий импульс к основному, получаемому от рабочей пружины 33. Таким образом, во время работы движителя, толкатели 21 компенсируют затраты энергии, введенной первоначально в рабочие пружины 33. При движении левого толкателя 21 совместно с левой активной инерционной массой 14 фиксирующая собачка 28 набегает на роликовый элемент 13 и освобождает левую активную инерционную массу 14 из зацепления с толкателем 21. Далее активная инерционная масса 14 разгоняется одной из двух рабочих пружин 33. Пассивная инерционная масса 19, связанная с активной коническими зубчатыми колесами 17 и 36, движется ей навстречу. Отходя от толкателя 21, левая активная инерционная масса 14 освобождает якорь 30, который занимает рабочее положение, входит в кинематическую связь с приводом через роликовые элементы 7, установленные на кривошипах 6 кривошипных валов 5, и двигателем 3 взводит пружину 23 толкателя. При этом синхронизирующая собачка 26 толкателя 21 входит в зацепление с левым синхронизирующим стопором 10 и удерживает толкатель во взведенном положении. Двигаясь навстречу друг другу, левые инерционные массы 14 и 19, встречаются в "зените", имея максимальные скорости. В это время кривошип 37 левого промежуточного конического зубчатого колеса 36 через коромысло 38 и тягу 11 смещает правый синхронизирующий стопор 10 от среднего положения, освобождая синхронизирующую собачку 26 правого толкателя 21. Это положение показано на фиг. 1 и 2. Правый толкатель 21, аналогично левому, совместно с правой рабочей пружиной 33 разгоняет правые инерционные массы 14 и 19 до максимальной скорости, после чего они тормозятся второй рабочей пружиной 33, передавая ей свою кинетическую энергию. To start the mover, the start button 12 is pressed, which moves the left synchronizing stopper 10 through the rocker 38 and the rod 11, releasing the synchronizing dog 26, and with further movement the start button 12 through the jumper 9 puts the start stops 8 (left and right) to the "start" position at which the trigger dogs are released 24. In this position, the trigger stops remain until they are moved to the "stop" position. After releasing the start button 12, the synchronizing stopper 10 by the springs 39 through the beam 38 and the rod 11 returns to the middle position. The released left pusher 21, under the action of the spring 23, gives the left active inertial mass 14 an additional driving impulse to the main one received from the working spring 33. Thus, during the operation of the propulsion device, the pushers 21 compensate for the energy input originally introduced into the working springs 33. When the left the pusher 21 together with the left active inertial mass 14, the locking dog 28 runs onto the roller element 13 and releases the left active inertial mass 14 from engagement with the pusher 21. Next, the active inertia the ionic mass 14 is accelerated by one of the two working springs 33. The passive inertial mass 19 associated with the active bevel gears 17 and 36 moves towards it. Moving away from the pusher 21, the left active inertial mass 14 releases the anchor 30, which occupies the working position, is in kinematic connection with the drive through the roller elements 7 mounted on the cranks 6 of the crank shafts 5, and the engine 3 cocks the spring 23 of the pusher. In this case, the synchronizing dog 26 of the pusher 21 is engaged with the left synchronizing stopper 10 and holds the pusher in cocked position. Moving towards each other, the left inertial masses 14 and 19 are found at the zenith, having maximum speeds. At this time, the crank 37 of the left intermediate bevel gear 36 through the beam 38 and the rod 11 biases the right timing lock 10 from the middle position, releasing the timing dog 26 of the right follower 21. This position is shown in FIG. 1 and 2. The right pusher 21, similarly to the left one, together with the right working spring 33 accelerates the right inertial masses 14 and 19 to maximum speed, after which they are braked by the second working spring 33, transferring their kinetic energy to it.

После того, как левые и правые инерционные массы 14 и 19 остановятся рабочими пружинами 33, с которыми они входят в контакт с помощью рычагов 18, они начинают разгоняться этими пружинами в обратном направлении. Левые массы 14 и 19 опережают правые на заданный сдвиг фаз. Левая активная инерционная масса 14, подходя к толкателю 21, входит в зацепление с ним с помощью фиксирующей собачки 28, поднимая также якорь 30, выводя его из возможного контакта с роликовым элементом 7 кривошипа 6. В этом положении левый толкатель 21 с левой активной инерционной массой 14 удерживается левым синхронизирующим стопором 10 до получения команды от правого промежуточного зубчатого колеса 36. В это время правые инерционные массы 14 и 19, подходя к "зениту", кривошипом 37 промежуточного зубчатого конического колеса 36 через коромысло 38 и тягу 11 смещают левый синхронизирующий стопор 10, освобождая левый толкатель 21 с активной инерционной массой 14. Далее процесс будет повторяться. Левые инерционные массы 14 и 19, подойдя к "зениту", освободят правый толкатель 21, который в это время с помощью фиксирующей собачки 28 удерживает правую активную инерционную массу 14. Это положение показано на фиг. 1 и 2. Таким образом, сохраняется синхронность колебания инерционных масс 14 и 19 с заданным сдвигом фаз. After the left and right inertial masses 14 and 19 are stopped by the working springs 33, with which they come in contact with the help of levers 18, they begin to accelerate these springs in the opposite direction. The left masses 14 and 19 are ahead of the right by a given phase shift. The left active inertial mass 14, approaching the pusher 21, engages with it using the locking dog 28, also raising the armature 30, bringing it out of possible contact with the roller element 7 of the crank 6. In this position, the left pusher 21 with the left active inertial mass 14 is held by the left synchronizing stopper 10 until a command is received from the right intermediate gear 36. At this time, the right inertial masses 14 and 19, approaching the “zenith”, are crank 37 of the intermediate gear bevel 36 through the beam 38 and the rod 11 shift the left synchronizing stopper 10, releasing the left pusher 21 with an active inertial mass 14. The process will then be repeated. The left inertial masses 14 and 19, approaching the “zenith”, will release the right pusher 21, which at this time with the help of the locking dog 28 holds the right active inertial mass 14. This position is shown in FIG. 1 and 2. Thus, the synchronization of the inertial mass oscillations 14 and 19 with a given phase shift is maintained.

Для остановки движителя пусковые стопоры 8 через перемычку 9 переводятся в положение "стоп". При этом все элементы движителя переходят в исходное положение. Левые и правые активные инерционные массы 14, взводя рабочие пружины 33, входят в зацепление с толкателями 21 с помощью фиксирующих собачек 28. Толкатели 21 со взведенными пружинами 23 удерживаются пусковыми собачками 24, которые упираются в пусковые стопоры 8, и синхронизирующими собачками 26, которые упираются в синхронизирующие стопоры 10. После того, как движитель приведен в исходное положение, готовый к следующему запуску, выключаются двигатели 3. To stop the mover, the starting stops 8 through the jumper 9 are transferred to the "stop" position. In this case, all the elements of the mover move to its original position. The left and right active inertial masses 14, cocking the working springs 33, engage with the pushers 21 with the help of locking dogs 28. The pushers 21 with cocked springs 23 are held by the trigger dogs 24, which abut against the trigger stops 8, and synchronizing dogs 26, which abut in the synchronizing stoppers 10. After the mover is brought to its original position, ready for the next start, the engines 3 are turned off.

Claims

A pendulum propulsion device comprising a housing with an inertial-pulse converter of periodic action in unidirectional motion with means of kinematic coupling with a drive, characterized in that the inertial-pulse converter is made in the form of at least two pairs of inertial masses fixed at the ends of the swinging rods mounted by other ends on motionless shaft with the possibility of oscillatory motion relative to each other in opposite directions with a phase shift of the oscillations of one pair relative to each other d, and by means of kinematic coupling of the drive with the converter, it is made in the form of a pusher with a cocking mechanism connected to the housing by an elastic element, such as a spring, and with a drive through roller elements mounted on the crank shafts of the drive with the possibility of periodic interaction with the actuating element of the cocking mechanism, and the crank the shafts are rotatable in opposite directions.