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TITRE.
Principe d'un"moteur"ou système mécanique complexe utili- sant la pesanteur comme source d'énergie pour engendrer un mouvement rotatif continu.
DOMAINE TECHNIOUE.
L'utilisation de la pesanteur comme source d'énergie "douce" a fait l'objet de nombreuses recherches et brevets qui à notre connaissance sont restés sans suite pratique.
Le sujet a acquis la réputation d'être irréalisable ou sans avenir. Il est couramment désigné sous le vocable de"mouvement perpétuel".
Nous avons trouvé un système mécanique capable d'engendrer un mouvement rotatif continu sous l'effet de la pesanteur avec un rendement énergétique acceptable.
DESCRIPTION.
Principe d'un"moteur"ou système mécanique complexe utilisant la pesanteur comme source d'énergie pour engendrer un mouvement rotatif continu.
Le système est constitué de au moins deux masses pesantes qui s'opposent dans un même plan vertical mais suivant des angles inclinés vis à vis de la verticale.
Chacune des masses pesantes est reliée à au moins deux points support fixes extérieurs et indépendants de la masse pesante de manière à permettre la rotation et le balancement des masses pesantes dans leur plan vertical.
Il y aura donc au moins deux systèmes de liaison de chacune des masses pesantes aux poins de support fixes : -/le système rotatif avec le support fixe rotatif -/le système pendulaire avec le support fixe pendulaire.
Le système rotatif. (voir Fig. l et 3)
Le système comporte un ou plusieurs disques placés dans un plan vertical, supportés en leurs centres par un axe (1) horizontal solidaire des disques. L'axe (1) est le support rotatif fixe, il peut tourner librement sur son chassis qui le supporte à ses extrémités.
Les disques solidaires de l'axe (1) seront désignés par disque (1), (1'), (1") etc.
Chaque disque est relié à une masse pesante, que nous dénomerons couronne de par sa forme, par au moins deux et de préférence trois ou plus, bras articulés composés de deux éléments, que nous dénomerons la manivelle et la bielle.
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- Dans le cas d'une liaison couronne à disque par deux bras articulés les axes de fixation des bras sur la couronne (9) et (ll) et les axes de fixation sur le disque (3) et (5) seront situés de part et d'autre du centre sur un diamètre de la couronne et du disque.
Si la liaison couronne à disque est réalisée par trois bras articulés, comme c'est le cas pour l'exemple qui suit, les axes (9) (11) et (13) de fixation sur la couronne ainsi que les axes (3) (5) et (7) de fixation sur le disque devront se situer sur les médianes du triangle inscrit à la couronne et au disque entre les sommets du triangle et le centre.
La manivelle et la bielle, des bras articulés, s'articulent aux axes (15) (17) et (19). Nous dénomerons manivelle la partie du bras articulé fixée au disque entre les axes (3-15) (5- 17) et (7-19) et bielle celle fixeé à la couronne entre les axes (9-15) (11-17) et (13-19).
Les masses pesantes. (voir Fig. 2)
Elles sont toujours opposées deux à deux.
Chaque masse pesante aura une forme extérieure circulaire, et un vide intérieur et une dimension de largeur. Sa forme générale sera celle d'une couronne (cylindre épais) définie par le rayon de sa circonférence extérieure, le rayon ou dimensions de son vide intérieur et sa largeur.
Il sera nécessaire de respecter les relations de grandeur entre les dimensions respectives du disque et de la couronne et les positions des axes (3) (5) et (7) sur le disque et les positions correspondantes sur la couronne (9) (11) et (13) ainsi que d'une part les longueurs minima des manivelles et d'autre part les longueurs minima des bielles.
La position des axes (3), (5) et (7) sur le disque sont aussi définies par leur distance au centre (1) du disque (et nous avons vu, par leur position sur les médianes du triangle inscrit) et de même les axes (9), (ll), et (13) sur la couronne, le sont aussi par leur distance au centre virtuel (21) de celle-ci.
La relation de grandeur entre le disque et la couronne qui lui est assujettie sercnt définies par les rapports de longueur (2là9)/ (là3) = (21àll)/ (là5) = (21àl3)/ (là7) = rapport couronne/disque.
Nous donnons ci-après à titre d'exemple les dimensions d'un système à trois bras articulés dont le rapport couronne /disqu= = 1,6.
Exemple 1 (système à trois bras articulés). rayon ext. (21à9) (21gall) (2à13\ rayon int. couronne 82 72 64 56 50
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<tb> rayon <SEP> ext. <SEP> (1à3) <SEP> (1à5) <SEP> (1à7)
<tb> disques <SEP> 50 <SEP> 45 <SEP> 40 <SEP> 35
<tb> bielles <SEP> (log.) <SEP> 32
<tb> manivelles <SEP> (3à15) <SEP> (5à17) <SEP> (7à19)
<tb> (long.) <SEP> 27 <SEP> 24 <SEP> 21
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La longueur minimum de la manivelle ou les longueurs minima des bielles peuvent de préférence être augmentées d'une certaine valeur epsilon (E) qui sera d'autant plus grande que le nombre de bras articulés est élévé.
Le rapport de grandeur couronne/disque devra se situer entre les valeurs 1 et 2 (2 > couronne/disque > ou= 1).
Le rayon de la circonférence extérieure de la couronne sera > que le rayon de la circonférence extérieure du disque.
Le rapport des longueurs (bielle/manivelle) sera de préférence égal ou plus petit que 2.
Il n'y a pas de relation directe entre les rayons des circonférences extérieures du disque et de la couronne correspondante si ce n'est que cette relation va imposer la longueur de la bielle et indirectement le diamètre du vide intérieur de la couronne.
Notre exemple possède trois bras articulés de longueur différente mais le rapport est constant =1, 6. Il va de soi que nous aurions pu choisir pour la simplicité dans la réalisation trois bras articulés de même longueur comme dans la réalisation de l'exemple 2, voir schéma 1.
L'opposition coordonnée des couronnes.
Le disque (l) avec sa couronne (21) sont mis en relation et en opposition avec un système identique disque (2) et couronne (22) dont les points correspondants sont désignés par des chifres paires qui suivent, par exemple : point (3) du disque (1) correspond au point (4) du disque (2) et ainsi de suite. Les disques (l) et (2) sont mis en relation par la circonférence extérieure des disques qui est pourvue de dents (engrenage) ; les couronnes sont mises en relation mais aussi en opposition par l'intermédiaire d'un système pendulaire ayant au moins un point support fixe le point (30) situé entre les deux couronnes hors du système disque-couronne.
La mise en relation des disques (1) et (2) est réalisée avec un décalage angulaire dont la valeur sera de 180 si la liaison est à trois bras [le peint (3) du disque (1) correspond au peint (4) du disque (2)] ou. de 90 si la liaison disque couronne est à deux bras.
Le système pendulaire.
Le système pendulaire est zcnstitué par au mcins un point
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t support fixe, le point (30), un balancier rigide de direction verticale délimité par les points (30 à 40), un fléau rigide de direction horizontale délimité par les points (41, 40 , 42). Le fléau porte à ses extrémités des roues dentées ou engrenages dont la rotation sur les axes (41 et 42) est de préférence obligée dans un sens (dans le sens des aiguilles d'une montre pour le pignon de l'axe (41) et l'inverse pour le pignon de l'axe (42)).
Le point support (30) est fixe, il permet le balancement du balancier (30-40) dans un plan vertical.
Le point (40) est un axe qui permet l'équilibrage du fléau (41-40-42) qui subit directement les efforts résultant de l'opposition des couronnes (21) et (22) lesquelles agissent sur les roues dentées aux points de contact (31) pour la couronne (21) et (32) pour la couronne (22).
La circonférence extérieure des couronnes sera pourvue de dents d'engrenage adaptés.
Le système pendulaire soutient en permanence les couronnes en opposition, (21) et (22) et les tire vers le haut par le point de contact mobile (31) pour l'engrenage de gauche axe (41) et (32) pour l'engrenage de droite axe (42). Les engrenages de gauche et droite (axes 41 et 42) peuvent avoir une rotation solidaire, ils s'engrènent, la rotation sera nécessairement inverse.
Exemple 2 : schéma 1
Le schéma 1 montre le principe du système mécanique complet à trois bras articulés de même longueur suivant l'exemple ci-après : -axe (1) : horizontal, supporté par un chassis robuste.
- disque (l) : diamètre extérieur 80 ; rotation dans son plan vertical. axes (3) (5) (7) de liaison aux manivelles, rayon 35 , angle 120 .
- couronne (21) : diamètre extérieur 128 ; rotation dans plan vertical. axes (9)'ll) (13) de liaison aux bielles, rayon 56 1 angle 1200.
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- manivelles (3-15) (5-17) (7-19) longueur 21 +s (E=2).
- bielles (9-15) (11-17) (13-19) longueur 24. axe (2j : horizonal t parallèle à l'axe (l), supporté par un chassis robuste.
- disque (2) mêmes dimensions que disque (1) mais les disques s'engrènent avec un décalage angulaire de 180. dans l'espace.
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axes (4) (6) (8) de liaison aux manivelles, rayon 35, angle 120 .
- couronne (22) mêmes dimensions que la couronne (21) toutes deux sont dans le même plan vertical mais leur position spatiale aura un décalage angulaire résultant de leur liaison aux disques. axes (10) (12) (14) de liaison aux bielles, rayon 56, angle
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120o.
- manivelles (4-16) (6-18) (8-20) longueur 21+e (e=2) =23.
- bielles (10-16) (12-18) (14-20) longueur 24.
Système pendulaire commun aux couronnes (21) et (22).
- axe support fixe (30) situé dans le plan vertical tangent aux disques (1) et (2).
- balancier (30-40) longeur=22.
- point (40), axe (ou couteau) par lequel le balancier supporte le fléau (41-40-42) horizontal (position par rapport au plan horizontal qui relie l'axe (1) à l'axe (2) =-67).
- axes (41) et (42) des roues dentées ou pignons (41) et (42), le diamètre de ces dernières =28.
- le point (31) est le point support mobile de la ccuronne (21) par le système pendulaire et le point (32) est son opposé supportant la couronne (22).
Le schéma 2 montre une vue en plan du principe d'un système. Chaque couronne est supportée de part et d'autre par un disque, il y a donc deux disques parallèles identiques et sur le même axe, désignés par"disque (1) et (1')"supportant la couronne (21) et par "disque (2) et (2')"supportant la couronne (22) avec chacun les bras articulés le reliant à la couronne satellite de manière à réaliser un système mécanique équilibré. Les disques (1) et (l') supportant la couronne (21) ainsi que les disques (2) et (2') supportant la couronne (22) sont désignès ci-avant par disque (1) et axe (l) et disque (2) et axe (2) seuls visibles sur le schéma 1]. Le schéma 2 ne laisse pas voir le système pendulaire qui soutiennent les couronnes (21) et (22).
Il va de soi que le système permet de coupler plusieurs couronnes sur un même axe (l) opposées et coordonnées avec le même nombre da couronnes sur l'axe (2).
Les avantages du système peur l'obtention d'énergie douce" sont évidents ; la pesanteur est partout une force permanente et constante.
Nous avons un système à double effet où les couronnes (2l ;
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et (22) sont à tour de rôle la masse pesante et son contrepoids.
La rotation est obtenue par la position adéquate du système pendulaire et en particulier des points de support mobiles (31) et (32) ; ils doivent se situer sous le plan horizontal passant par les axes (1) et (2) des disques à une distance inférieure à la position moyenne du point le plus bas des couronnes.
Les positions relatives, d'une part des points (31) et (32) du système pendulaire et d'autre part des points de soutien mobiles du système rotatif, disque (l) et axe (1) et disque (2) et axe (2), qui sont décalés en synchronisme, maintiennent un couple de rotation permanent sur au moins l'une des couronnes et l'un des disques.
Le choix de la forme couronne pour l'élément pesant est essentiellement dicté par des objectifs mécaniques : permettre aux axes (1) et (2) d'être portés aux deux extrémités D'autres formes sont possibles si les axes (1) et (2) ne traversent pas leur disque et se présentent à la manière des roues des véhicules.
Le diamètre extérieur de la couronne est toujours supérieur au diamètre extérieur du disque. Cela permet de mettre en opposition les systèmes identiques de couronnes avec la synchronisation adéquate de la rotation de leurs disques pour obtenir le double effet.
Explications des figures (voir aussi schémas l et 2) : - fig. 1 : axe et disque de rotation.
(1) axe horizontal (1) disque (3) (5) (7) position des axes des manivelles sur disque (1).
-fig. 2 : couronnes.
(21) centre virtuel de la couronne (9) {11) (l3) position des axes des bielles.
- fig. 3 : bielle-manivelle. ( échelle double des fig. 1 et 2) (15) (17) (19) axes de liaison de manivelles avec bielles reliant le disque (1) à la couronne (21).
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- fig. 4 : système pendulaire. ( échelle double des fie. 1 et2) (30) supoort fixe commun aux systèmes (1-21) en opposition avec xi (30-40) balancier vertical.
(41-40-42) fléau qui avec le balancier équilibre ls couronnes (21) et (22'i en opposition.
(41) : ie de rotation (obligé dans le sas des aiguillas d'une
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montre) de la roue dentée (41) qui soutient la couronne (21) par le point de contact mobile (31).
(42) axe de rotation [obligé en sens contraire de l'axe (41)] de la roue dentée (42) qui soutient la couronne (22) par le point de contact mobile (32).