Gravitolienne à système Super Roberval

[ProJéthée]

Je vais exposer ci-après le concept de « Super Roberval » et deux applications qu’ il est possible d’ en tirer, le domaine possible étant bien plus exhaustif.
Tout a commencé par un post sur un autre sujet englobant notamment les gravitoliennes (appellation que l’ on doit à notre ami Hackenberger pour remplacer avantageusement le terme de » moteur utilisant la force
de la Gravité », j’ en userai donc dorénavant).
Ci-dessous, un dessin tiré du post en question ;

Légende de l’ image ci-dessus:
__ les éléments A, I, P, sont des engrenages classiques, E un engrenage à denture interne
__ A et E sont fixes, solidaires du bâti tandis que I et P sont montés en rotation libres sur le rotor en forme de croix dont l’ axe est au centre de A.
__ le sens horaire de rotation du rotor est considéré comme désirable, donc positif.
Il s’ ensuit que dans le fonctionnement voulu, I tourne en sens horaire avec 2 révolutions par tour de rotor, entraînant P à 1 révolution anti-horaire par rapport au rotor par tour. Ce qui au final conduit P à rester à l’ horizontale (chaque degré de rotation horaire du rotor étant compensé par un degré de
rotation anti-horaire de P)lorsque le rotor tourne comme dans l’ animation suivante : (les petits points rouges sont des repères afin de mieux suivre les mouvements respectifs des éléments)


__ pour des raisons qui tiennent au logiciel que j’ emploie pour fabriquer les illustrations les diamètres des engrenages valent 40 cm pour A, 20 pour I, 40 pour P, et 240 pour E (inutile pour le moment).
Avec les mêmes valeurs pour leur nombre de dents respectifs, et la densité des masses M (cubes de 20*20*20) est fixée arbitrairement à une valeur qui fait correspondre leur poids à 50 Kgs ==> 500N chacune pour des facilités de calculs.

Ainsi à la publication cette 1ère ébauche on m’ a répondu, ce qui était correct, que dans cette configuration « de type Roberval » la rotation du rotor serait bloquée par le contre couple généré par la volonté de basculement
des engrenages jaunes(P). La Totalité des contre couples égalant strictement celle du couple moteur.
Renseignements pris sur ce « Roberval », je consentais bien volontiers à lui accorder une partie de la paternité du concept nonobstant une différence (amélioration)de taille qui consiste à faire décrire aux plateaux un
cercle autour de l’ axe de rotation en plus de garder leur horizontalité.
Etant donné la grande portée de cet ajout fonctionnel le qualificatif de super ne me paraît nullement usurpé et apte à qualifier ce concept que je n’ ai à ce jour retrouvé nulle part. Que la personne qui l’ aurait éventuellement déjà inventé (voir déposé) me pardonne. tout en me fournissant la preuve d’ antériorité (faut pas déconner non plus).

Comme bien d’ autre systèmes, celui-là permet de transformer une force (ou un couple) de direction constante en un mouvement de rotation lui aussi constant. C’ est pourquoi je tentai (maladroitement à l’ époque)de l’ utiliser afin de transformer la Force gravitationnelle en un mouvement rotatif.
Je montrerai aussi dans la deuxième partie comment on peut également s’ en servir pour convertir les forces attractives et/ou répulsives linéaires des aimants en un mouvement rotatif.

Puis j’ en arrivai à cette seconde version que je ne publiai finalement pas par manque de courage et d’ assurance pour en défendre la validité.



Légende de l’ image N°2:
__ les éléments A, P, sont des engrenages classiques,I et V des doubles engrenages (réducteurs/multiplicateurs), E un engrenage à denture interne.
__ A et E sont fixes, solidaires du bâti tandis que P, I et V sont montés en rotation libres sur le rotor en forme de croix dont l’ axe est au centre de A.
__ le sens horaire de rotation du rotor est considéré comme désirable, donc positif.
Il s’ ensuit que dans le fonctionnement voulu, V tourne en sens anti-horaire avec 4 révolutions par tour au sein de E, entraînant I en sens horaire avec 2 révolutions par tour de rotor, qui lui-même entraîne P à 1 révolution anti-horaire par tour.
P reste donc toujours à l’ horizontale (chaque degré de rotation horaire du rotor étant compensé par un degré de rotation anti-horaire de P)lorsque le rotor tourne.
__ pour des raisons qui tiennent au logiciel que j’ emploie pour fabriquer les illustrations les diamètres des engrenages valent 40 cm pour A (inutile maintenant), 40 pour P, 20-40 pour I, 20-60 pour V et 240 pour E, donc axe de V situé à 0,9m du centre de rotation du rotor.
Avec les mêmes valeurs pour leur nombre de dents respectifs, et la densité des masses M (cubes de 20*20*20) est fixée arbitrairement à une valeur qui fait correspondre leur poids à 50 Kgs ==> 500N chacune pour des facilités de calculs.

On pourrait penser à priori que cette géométrie ne fait que déplacer le point d’ application du contre couple (du point d’ appui I-P au point d’ appui V-E). Quelques calculs nous montreront que les changements vont bien au-delà
et donnent au système toute sa pertinence.
S’ agissant de déterminer si le système est en équilibre ou pas j’ ai choisi de déterminer quelle force et quelle contre force verticales et opposées s’ appliquent au point R (comme résultantes) dans le dessin qui suit. Ce point s’ avérant stratégique pour deux raisons au moins :
a) placé en bout de bras du rotor (à 0,9m de l’ axe de rotation).
b) situé sur l’ axe de rotation du dernier engrenage en rotation (puisque E est fixe).


Considérons le Couple Moteur ;
Résultat de la somme des 4 forces de gravitation s’ exerçant sur les masses au point (vert)de la résultante géométrique de leur position par la distance de ce point au centre de rotation.
Soit (4*500)N * 0,1m = 200Nm => une force de 200 * 1/0,9 = 222,22N dirigée vers le bas au point R, en considérant comme négligeable le fait que le centre de gravité moyen des 4 masses (le point vert) ne se trouve pas exactement sur l’ horizontale passant par l’ axe de rotation mais un peu au-dessus.
Considérons le Contre Couple ;
Somme des 4 contre couples que chaque masse M va générer sur son engrenage P et transmettre à V de pignons en pignons puis par contre réaction en force s’ appliquant au point R qui nous intéresse.
Soit 500N * 0,1m = 50Nm sur chaque engrenage P, nous allons retrouver (du fait du rapport de démultiplication de V par rapport à P) une valeur de 50/4 = 12,5 Nm sur chaque engrenage V, d’ où par équivalence un contre couple total dû aux 4 masses de 12,5 * 4 = 50Nm s’ exerçant sur l’ engrenage V dont l’ axe est situé au point R. Contre couple dont nous pouvons tirer une force réactionnelle verticale et dirigée vers le haut s’ appliquant au point R de 50Nm / 0,3m = 166,66 N (0,3m étant le rayon de V).
La Résultante finale vaut donc 222,22 – 166,66 = 55,55N. Soit un couple moteur de 50 Nm.

Ce qui m’ a paru tout de suite étrange, c’ est qu’ après moult calculs et tests de variantes géométriques (rapport de P sur V, nombre de bras du rotor, déplacement plus ou moins important des masses, etc …), la même constante (1/4)revenait constamment entre ce que l’ on peut considérer comme la « masse utile » et le poids total des masses. Je n’ ai à ce jour pas d’ explications concernant cette mystérieuse constante.

Bon là, vu le bilan mitigé, je dirai : « Projéthée – 1 ; contre couple – 1 » match nul.

Ne pouvant passer facilement à travers cet inconvénient, je cherchai une solution pour annuler totalement les contre couples. Et finalement la trouvai.
Le seul moyen pour obtenir l’ annulation (ou compensation) des contre couples est d’ introduire l’ axe Z dans l’ équation. En effet, l’ ouverture à cette dimension permet entre autre chose d’ accéder à une géométrie de type différentiel comme ceci :


Légende complémentaire:
__ chaque engrenage porte plateau (P ou P’) est monté libre sur un axe qui traverse le rotor
__ une denture faciale permet aux engrenages porte plateaux (P ou P’)d’ être en prise avec les engrenages différentiels inverseurs D (en rose).
__ seul un exemplaire des 4 ensembles d’ engrenages I-V est représenté, au lecteur de se représenter mentalement les autres dans ce dessin et les suivants.
Exemple : si la masse M de droite était plus importante que la masse M’, elle tournerai en sens horaire en entraînant l’ engrenage D qui a son tour actionnerai le porte plateau P’ en sens anti-horaire comme dans l’ animation suivante :

On voit donc qu’ une égalité des masses M et M’ plus une symétrie de leur position donne un système en équilibre par rapport à l’ axe Z d’ où une disparition totale de contre couple.
Les esprits chagrin me répondront que maintenir les axes de rotation des engrenages D de façon solide tout en permettant la rotation du rotor et des engrenages P de manière fonctionnelle tient de l’ impossible.
Et pourtant, non. J’ ai d’ abord contourné cette difficulté de la manière expliquée ci-après… avant de trouver une solution de même type mais plus compacte. Difficile à appréhender sans disposer de vues en 3D, je ne reviendrais dessus qu’ à la demande générale mais sachez qu’ elle existe.
Pour la démonstration, contentons-nous d’ une solution avec engrenage différentiel F déporté présentée en 3 stades évolutifs. Le principe d’ inversion du sens de rotation se transmettant sans autre formalité de pignons en pignons pourvu que les trains d’ engrenages que l’ on rajoute soient symétriques.

Stade 1 :
Au départ, nous avions donc cela, avec les bâtonnets bleus symbolisant la liaison de l’ engrenage E au bâti.



Avant de le monter sur des rouleaux pour lui accorder une liberté de rotation pour le stade 2 :


Liberté qui se solde par ceci en l’ absence de verrouillage de F et/ou de contre poids par:


Le petit repère rouge illustre bien ce qui s’ est passé ; un basculement « en bloc » de tout l’ ensemble.
Ne reste plus alors qu’ à passer au stade3 pour rendre le système opérationnel :


En rajoutant un deuxième équipage mobile supportant une autre série de masse également en liaison avec l’ engrenage inverseur F, toute déviation de l’ horizontalité aussi infime soit-elle d’ un engrenage porteur de plateau P entraîne un basculement de l’ engrenage E qui par contre réaction agira de manière proportionnelle et opposée par l’ intermédiaire de l’ inverseur F sur l’ engrenage E’.
On peut considérer pour simplifier que F constitue le pivot d’ une balance dont les trains d’ engrenages E-V-I-P et E’-V’-I’-P’ seraient les bras supportant la somme des masses M et M’. Les masses M et M’ étant équivalentes tant en poids qu’en positionnement, l’ équilibre s’ établit naturellement dans l’ axe des Z et les contre couples s’ annulent.
N’ entre plus alors en ligne de compte que les couples moteur conjugués des 2 ensembles de masses M et M’, soit au total 400 Nm.
Cette fois, le compte est bon ; Projéthée vainqueur sur le contre couple par KO technique.
Reste à voir le comportement de la machine lorsque les forces d’ inertie et les frottements s’ inviteront à la fête.

Dans la mouture « up to date » à ce jour (28__02__2010), on voit apparaître de grandes simplifications, soit un retour à une géométrie telle que décrite au tout début agrémentée des améliorations que je viens de développer ; au menu :
__ un axe monté solidaire du bâti traverse ce dernier
__ en son milieu, une croix (solidaire de l’ axe) porte 4 engrenages inverseurs (F), de même diamètre que les engrenages (P) et (I)
__ de chaque côté, viennent se monter deux engrenages centraux (A et A’) de même diamètre eux aussi montés libres en rotation sur l’ axe et en prise sur les inverseurs (F)
__ deux rotors porteurs des engrenages intermédiaires (I) et des engrenages porteurs de plateaux (p) se positionnent de part et d’ autre de façon à mettre les engrenages I et A en prise. Seul l’ un des deux se verra greffer un système pour récupérer le couple moteur.
__ les deux ensembles de 4 masses séparées sont remplacés par deux anneaux de matière, pleins, avec juste 4 points d’ appui mobiles sur les plateaux (P) pour pouvoir doser la puissance voulue. Ceux-ci se font face et peuvent être commandés en translation simultanément.

On revient à ce que représentait le 1er dessin, à ceci près que (A) est désormais rotatif et que le contre couple qu’il subit est annulé par l’ inversion de celui que lui transmet A’. Le système est désormais à la fois plus compact, solide et moins sensible aux effets inertiels. Il utilise à la fois moins de pièces et davantage d’ éléments identiques afin d’ engendrer des économies d’ échelle.

Fin de la 1ère partie

[ProJéthée]

L' un des inconvénients majeurs lorsque l' on travaille longtemps sur un sujet et qu' on le connait par coeur c' est que du coup on a bien du mal à l' expliquer. Avec un bébé qui en plus s' agite dans 3 dimensions ça peut vite devenir un cauchemar.
Alors je vais tenter un truc. Je vais exposer la gravitolienne dans sa version la plus élaborée mais... seulement par blocs. Les premières pièces, de quelle manière elles interagissent, vous comprenez, Ok je continue. Si vous séchez je retente en m' exprimant autrement ou en exposant sous un autre angle.
Qu' en pensez-vous ?

[Derfla]

Bonjour à tous,

Projéthée, pour la suite de tes publications essaie stp de réduire le format de tes dessins, même avec un écran de 20 pouces je n'arrive pas à avoir tout dessus. Ton bébé est passablement turbulent pour mes neurones essaie de les ménager un peu par une meilleure utilisation de l'espace visuel. A part le sujet proprement dit, c'est un facteur supplémentaire qui peut rebuter plus d'un, merci.

La priorité que je vois pour l'instant c'est de pouvoir démontrer la fonctionnalité d'une unité PIV circulant dans la couronne dentée intérieure E en bleu. Le fait d'avoir un appui extérieur avec le pignon V en violet peut effectivement changer la donne par rapport un roberval classique qui n'est pas fonctionnel.

Dans cette ligne de pensée et de recherche, voici un lien que beaucoup on déjà vu IL FAUT CLIQUER SUR DREHMOMENTSPEICHER
C'est bon de rappeler certaine informations cela peut aider à la compréhension du moment présent.

Il n'est pas nécessaire d'avoir 4 unités PIV, 2 suffisent, cela allège les dessins et invite nos amis plus facilement à s'intéresser au bébé. Comme je l'ai déjà dit sur l'autre fil, quand j'aurais du temps j'essaierais de réaliser une petite simulation d'une configuration avec 2 unités PIV. Cela ne sert à rien d'avancer sans avoir un minimum d'indices sérieux de fonctionnalité de ton bébé. S'il faut une structure plus complexe en 3D , on va être bloqués pour apporter les certitudes par simulations tant nécessaires pour aller de l'avant. Tu devras avancer à découvert avec tes certitudes intérieures, ce sera plus difficile.

Pour l'instant je bloque sur le rôle effectif de l'engrenage F en brun. Je verrais plutôt pour neutraliser un contre couple c'est de trouver une configuration qui empêche sa naissance, si c'est possible bien sûr, je ne sais pas. Voilà j'en suis là. Il me manque une continuité logique pour me persuader de son rôle positif.

A+

[ProJéthée]

Derfla, figure-toi que je mettais de grands dessins justement pour plus de visibilité. Comme quoi les sensibilités de chacun peuvent être très différentes. Je me range à ton avis et les réduirais dorénavant.
Concernant la fonctionnalité PIV, elle n' existe finalement pas (ce qui est logique quelque part) et pour s' en rendre compte il suffit de denter E sur l' extérieur et de lier V et E par un engrenage additionnel, en prise sur les deux. Là, l' équivalence saute aux yeux.


Le cas étant réglé, la seule issue consiste donc à générer un contre contre couple en utilisant une seconde série de masse mise en opposition par un système de bascule.

Je vais aussi réduire le nombre de PIV à 2 pour davantage de visibilité ce qui ne change effectivement rien.

Pour un moyen d' empêcher la naissance du contre couple, le tout premier que j' ai trouvé consiste à placer en vis à vis un second système roberval. Les engrenages P' de ce dernier étant garni de guides coulissants (centrés, c' est très important, par rapport à l' axe de rotation de P'). Ces guides maintenus constamment verticaux par le fonctionnement enserrent les masses et les empêchent de pivoter avec des efforts droite/gauche identiques puisque centrés. La condition finale étant que la denture de P' etc présente un jeu de fonctionnement inférieur à celui de la denture de P etc. Rien d' insurmontable mais,bien que satisfaisante sur le papier cette solution me paraît lourde par rapport au gain et tant qu 'à rajouter un système mobile et du poids supplémentaire autant en tirer le double de puissance afin que ça vaille la peine.

Ton lien est sympa mais moi et l' Allemand... Et j' ai du mal à comprendre comment il arrive à échapper à l' équilibre avec une configuration typiquement robervalienne. Ou bien est-ce que les forces d' inertie changent la donne une fois une certaine vitesse acquise ?
Quitte à paraître présomptueux, j' ai mis dans mon cahier des charges que le système doit pouvoir au minimum passer de l' arrêt total à la vitesse max avec une commande simple genre manivelle plus vis sans fin ou autre. La marche arrière étant en option mais souhaitable dans certains cas. Sans cela, la Machine n' a aucun avenir possible.

[ProJéthée]

Voilà la mise à jour que beaucoup attendait.
Je remercie le ciel d’ avoir été obligé de me repencher sur le système pour en faire une construction plus didactique. Je pensais connaître mon bébé par cœur. Que nenni ! j’ ai découvert des trucs auxquels je n’ avais pas pensé. Et vous allez voir que le concept est maintenant beaucoup plus facile à appréhender.
Place aux images :


jusque là c’ est facile ;
__ un bâti
__ un axe principal solidaire du bâti
__ un porte axe secondaire solidaire de l’ axe principal
__ un axe secondaire qui supporte l’ engrenage inverseur F (en rose)
__ deux engrenages A et A’ montés libres sur l’ axe principal
Toute rotation de l’ engrenage A entraîne une rotation équivalente mais en sens contraire de A’.
Je pense que ça va toujours donc je poursuis :


Pas de panique, ça peut paraître complexe mais il n’ en est rien. D’ abord les deux rotors AV et AR sont symétriques. Si on comprend l’ un on comprend l’ autre. La seule chose importante à ce stade c’ est la grande liberté de mouvement des éléments les uns par rapport aux autres. Et pour le fonctionnement final il y en a même beaucoup trop, de liberté et de possibilités de mouvement. Inutile de se prendre la tête à analyser toutes les combinaisons, on va restreindre un peu tout ça au stade3.
Les choses essentielles ;
__ rotors simples constitués de deux branches porteuse des axes de rotation des engrenages porte plateaux et intermédiaires, chacun monté libre sur l’ axe principal.
__ engrenages intermédiaires et porte plateaux tous montés libres sur leur rotor respectif.
La seule contrainte au montage sera donc de bien respecter les alignements des plateaux et des engrenages A et A’ (plateaux tous horizontaux lorsque les deux rotors sont verticaux).

Comme vu précédemment, il nous faut maintenant rendre cohérents les mouvements de certains éléments entre eux.
Principalement par la liaison des deux rotors entre eux. Et là, j’ insiste bien sur « que les deux rotors entre eux ».
Les porte plateaux P et P’ restant quand à eux toujours libres de rotation sur leur axe. Car c’ est bien ici que repose toute l’ astuce de l’ annulation du contre couple.
Sur le dessin ci-dessous, j’ ai placé des flèches qui indique le sens de déplacement des éléments lors d’ un appui volontaire sur la masse M pour la faire peser plus lourd par exemple que M’ ;
__ P tourne en sens horaire
__ i en sens anti horaire
__ A en sens horaire
__ F en sens anti horaire vu du dessus
d’ où :
__ A’ en sens anti horaire
__ I’ en sens horaire
__ et finalement P’ en sens anti horaire ce qui fait monter M’
Tout ceci jusqu’ à ce que le jeu des engrenages ne soit rattrapé et que chaque engrenage soit en appui sur le suivant et surtout AVANT que cela n’ engendre le moindre mouvement des rotors.
C’ est un peu comme si on avait construit une balance DANS une autre balance. L’ une située dans le plan des X-Y, l’ autre dans le plan des Z.
Le train d’ engrenage P-I-A-F-A’-I’-P’ constitue une balance et c’ est cela qui permet l’ annulation du contre couple. Et il en va de même pour le bas. Ou plutôt, la somme des M va contre balancer la somme des M’, que notre rotor dispose de 2, ou 3, ou 4, ou n bras.



J’ espère cette fois m’ être montré plus clair dans mes explications et reste à votre disposition pour lever le voile sur les zones d' ombre.
Ce nouveau schéma rend aussi beaucoup plus réaliste l’ idée d’ une maquette et ça c’ est important.
A vous.

[Derfla]

Je vois que tu bosse dur et tu t'est donné la peine de refaire les dessins, avec cette fois des engrenages centraux A et A' libre, alors que je suis toujours dans l'idée d'avoir un engrenage fixe pour avoir l'effet Roberval. Comme A et A' sont libre cela signifie que les 4 poids P et P' donne chacun un moment moteur horaire vu depuis le rotor AV et se bloquent mutuellement grâce à la présence de l'engrenage inverseur F. On a donc un pseudo engrenage fixe A et A' pour chaque rotor, donc la fonction Roberval est sauvegardée. L'engrenage inverseur F en rose sert également comme élément de synchronisation entre les 2 rotors AV et AR. Quelle mécanique ! Tu trouverais un job en tant qu'horloger !

Il ne reste plus que le principal, la question assassine : la gravitation va t'elle vraiment actionner le système comme on l'espère ? En tout cas bravo pour ton travail de pro.

De mon côté j'ai commencé à simuler , ou plutôt essayé, une version simplifiée et me trouve bloqué par une impossibilité de mettre un rotor à l'intérieur d'une couronne dentée intérieure et extérieure. A chaque fois le rotor est bloqué quand je le mets à l'intérieur. Il faut que je trouve une autre procédure de construction. J'ai passé près de 3 h dessus sans résultats, je suis cuit . J'arrête pour ce soir.

A+

[ProJéthée]

Merci à toi, et ne te biles pas de trop Derfla.
J' ai de plus en plus la certitude (c' est pas d' hier mais ça se confirme de jour en jour) que ce bébé là comme beaucoup d' autres ne sera jamais fonctionnel. Pourquoi ? Simplement parce qu' il y a toutes les chances pour que l' axe de l' engrenage inverseur constitue le nouveau point d' appui du contre couple. Celui-ci n' aurait donc pas été éradiqué comme je l' espérai mais déplacé et l' axe en question subit maintenant ceux des M et ceux des M'. A intérêt à être costaud le bougre.
En relisant un sujet sur la sur unité et les engins gravitiques sur un autre forum j' ai repris l' analyse en termes d' Energie, de Travail et de Puissance. Le bilan n' est pas en notre faveur, loin de là. Force est de reconnaître que la gravitation ne semble pas permettre ce que l' on essaie de faire. Ce n' est ni une énergie, ni une force en tant que telle mais une POTENTIALITÉ.
Alors, ou bien on réussit à mettre à mal les lois de Newton et Cie (sur lesquelles on se base en grande partie) ou bien on va droit dans le mur.
La seule échappatoire réside peut-être dans l' Inertie. Et dans ce cas il faut utiliser la gravitation pour renforcer l' inertie (on ne pourra de toute façon pas faire l' inverse) et maintenir le mouvement, ce qui nous redonnera du potentiel gravitique et on boucle le système sur lui-même.
Je vais donc stopper les recherches sur le gravitique statique. Et pousser du plus que je pourrai les investigations sur le moteur magnétique avant d' entamer une nouvelle série sur un éventuel "roberval cinétique".
Je n' ai pas de regrets pour autant. Toutes ces heures à cogiter, ces mises au point virtuelles, ces dessins, les points de vue échangés m' ont énormément apporté et ont quand même débouché sur une structure pertinente quand à l' utilisation de l' énergie magnétique. Rien que pour çela ça en valait la peine. Je n' aurait jamais imaginé le super roberval en planchant sur le MM, seule la gravitolienne pouvait (devait ?) m' y conduire.
Comme dit le sage, l' important est le chemin, pas la destination.
Une page se tourne.

[Derfla]

Salut ProJéthée,

Je te comprends et je te remercie d'avoir lancé ce sujet qui m'était sensible car j'avais commencé avec quelque chose de semblable il y a maintenant 3 ans environ, je crois. Par contre je vais essayer de continuer la simulation avec le montage Künstler dont j'ai redonné le lien ci dessus. Si j'y arrive et qu'il y a des choses intéressantes je me ferais entendre .

L'aventure continue.

A+

[ProJéthée]

Pas de quoi mon ami.
Et si d' aventure ta simul révélait quelque chose d' interessant, je serai ravi de l' apprendre.
A ++

[ProJéthée]

Tain c' est vraiment terrible ce qui m' arrive. Même après avoir clos le chapitre les idées continuent d' arriver pour finir en véritable casse-tête.
Dans la version ci-dessous, le support de l' axe de l' engrenage inverseur est libéré en rotation sur l' axe principal et 4 masses M" y sont suspendues. Ce qui permet une indéniable annulation des contre couples.
Mieux, je réalise cela sans prendre appui sur la structure, autrement dit un VRAI équilibre entre les masses M-M' d' un côté et les M" de l' autre (même si les positions réelles seraient légèrement différentes de celles du dessin).


Sans les contre couples, il ne reste plus comme cause de mouvement potentiel que la distance entre le centre de rotation du rotor et le centre de rotation des masses M et M', décalés d' un demi rayon de P.

Du coup, on jugerai qu' elle peut tourner, non ?

[ProJéthée]

Mais peut-on se contenter de peut-être ?
J’ ai décidé de simplifier pour que ce soit encore plus didactique et en avoir le cœur net.
Légende IMPORTANTE :
__ A est dorénavant monté LIBRE sur l’ axe principal
__ M’’ (liée à A) a été calculée, en masse et en distance par rapport au point R (centre de rotation de A et/ou du rotor) pour générer sur A un couple capable de s’ opposer aux deux couples de rotation qui s’ exercent sur les engrenages P à cause du placement des masses M.

Mes déductions :
__ les engrenages I étant soumis à deux couples de même force mais opposés se retrouvent dans une position que l’ on peut qualifier de neutre. Tout au plus va-t-on générer des efforts au niveau de leur axe qui augmentera quelque peu les frottements mais RIEN qui soit susceptible d’ empêcher leur rotation autour de A. Un peu comme le bras d’ une balance ; chargez les plateaux autant que vous voudrez ,mais de manière égale, et l’ équilibre est conservé. Suivant la qualité de votre axe une pichenette suffit pour faire pencher d’ un côté ou de l’ autre.
Je tiens donc pour acquis que le système A-I-P-M-M’’ constitue une « balance » en équilibre.
__ il existe un autre système constituant une balance qui elle n’ est pas en équilibre.
Si l’ on considère le système Rotor-P-M, nous avons là aussi un système de bascule mais dont le centre de gravité se situe au point G (résultante de g + g).
__ puisque les engrenages I sont « neutres », il n’ y a donc à priori rien qui puisse empêcher le système d’ entrer en rotation pour tenter de trouver une position d’ équilibre. Position qu’ il ne trouvera pas étant donné que quelle que soit la position du rotor au cours du cycle G ne bouge pas. Jamais. Et c’ est là tout l’ intérêt de cette géométrie.


Donc, ou bien je me trompe dans mes déductions (prière de m’ indiquer précisément où et pourquoi), ou bien ELLE TOURNE.

Si quelqu’ un se sent de poser toutes les équations et/ou de faire une simulation pour prendre ce design en défaut, je ne pourrai qu’ approuver. En attendant, je commence à regarder les besoins en vue d’ une maquette. Dépêchez-vous.

[Derfla]

Bonjour à tous,
Hello ProJéthée,

Quand on a mis au monde un bébé, on s'y attache et il n'y nous rappelle à l'ordre pour qu'on s'occupe de lui !

Pour une simplification c'en est une ! En position verticale du bras porteur des 5 engrenages il me semble également évident qu'il doit tourner horaire ! A moins que nos yeux et notre logique nous trompent. Mais cependant un Roberval avec un engrenage central fixe ne bouge pas. Je suis très curieux de savoir comment celui-ci va réagir car je n'arrive pas à apprécier à sa juste valeur la différence avec un engrenage central fixe et un libre mais contrebalancé. Une simulation s'impose, d'autant plus que cette configuration est facile à réaliser et en plus j'ai un nouveau soft qui est une extension payante de PHUN il s'agit de ALGODOO.

Comme l'engrenage central A est en équilibre instable, pour assurer sa position tout en garantissant un certain degré de liberté je mettrais deux petits ressorts verticalement. Pour l'instant j'ai encore un problème je n'arrive plus à transférer une vidéo de l'écran de mon appareil photo pour l'édition sur Dailymotion ou autre. ( changement de système d'exploitation ) De toute manière je te tiens au courant. Le problème devrais être résolu dans 2 ou 3 jours ouvrables avec un nouveau soft pour uploader mes photos et vidéos.

A+

[ProJéthée]

Salut Derfla,
pour le moment je vois au moins deux différences entre A fixe et A mobile
La première tient dans la liberté de mouvement qu 'il laisse aux P;
__ avec A fixe, P bascule de la valeur du jeu de l' engrenage (1 demi jeu pour entrer en contact avec I puis un autre demi jeu pour "pousser" I sur A)
__ avec A mobile, A et P bascule chacun d' un demi jeu avanr d' être en contact avec I.
La seconde est l' absence de contre réaction. Quand A est fixe, P en basculant pousse sur du dur par l' intermédiaire de I, alors que lorsqu' il est mobile il tend en quelque sorte à pousser dans le vide. Imagine deux gars sur des balançoires qui voudraient se repousser l' un l' autre.
Si les moments des forces s' équilibre aucun n' aura le dessus, pas plus que la moindre influence au niveau de l' axe des balançoires et c' est précisément ce que l' on cherche à obtenir.

Par contre j' ignore quels seront les effets possibles au niveau de A si l' engin se met à tourner (surtout très vite) mais cela c' est pour plus tard. Peut-être effectivement, un système d' amortissement des oscillations qu' il risque de subir.

[Derfla]

Salut ProJéthée,

Désolé, la simule ne répond pas à nos attentes. Ne pouvant montrer la vidéo ou exporter le fichier, voici une saisie d'écran avant lancement de la simule :

SIMULATION ROBERVAL PROJETHEE

Les 2 engrenages moteurs en jaune ont des masses de o,25 KG et le contre poids central en a le double pour le même levier. Quand on démarre la simule il y a rattrapage des jeux et c'est tout ! On peux avec une impulsion extérieure faire tourner le rotor ou les engrenages ou les 2 en même temps, mais la fonction Roberval est malheureusement absente. On retrouve les anciennes situations. Il faudrais neutraliser l'engrenage central non par un poids mais par un couple ! Mais même là, la fonction attendue ne sera pas au rendez-vous, je crains fort, le rotor se mettrais à tourner horaire et trouvera son équilibre.

Je n'ai pas encore le soft en main il y a beaucoup trop de jeu entre les engrenages, je ferais mieux la prochaine fois. Si tu as besoin d'autres simules , pas de problème, tant qu'on reste en 2D.

A+

[ProJéthée]

Derfla, merci pour ta contribution
C' est toute l' incertitude des simul. Le doute entre ça ne fonctionne pas parce d' après les lois physiques ça ne peut pas marcher ou ça ne fonctionne pas parce que les paramètres que j' ai rentré ne sont pas les bons ou parce que le soft ne prend pas en compte certains paramètres.
Te serait-il possible de mettre le poids central au bout d' un levier lié à l' engrenage central tout en augmentant le poids des masses à une valeur consistante (genre 25 Kgs parce qu 'à 250 Gr suivant les frottements toussa) ou pourquoi pas un seul poids sur l' engrenage du haut et pas sur le bas pour voir comment ce GROS déséquilibre influence la simu. On ne se rend pas bien compte sur ta capture de l' échelle, par exemple quel diamètre font tes engrenages.
Les gars de chez Dassault Système eux ils pourraient me dire mais j' ai perdu leur N° de Tél. C' est ballo.
Si la maquette reste le seul chemin pour se forger une idée réelle du concept, j' en passerai par là. Pas très compliquée, pas très chère, c' est le temps qui risque de me faire le plus défaut.

[thx4]

Projethée,

J’ai dit assez de conneries aujourd’hui pour un mois, je vais peut-être en rajouter une !

Pourquoi n’envois tu pas un mail à Jim, qui me paraît un des plus compétents dans cette discipline, il va te décortiquer
Ton proto en cinq minutes !

Ça y est j’ai ma dose, je peux allez me coucher pour un mois !

A++

[ProJéthée]

THX4,
c' est une très bonne idée. D' autant que mon roberval a un léger air de famille (sur la notion d' appuis/glissements) avec l' un de ses premiers bébés qu 'à l' époque je n' avais pas totalement saisi.
Tchao !

[Derfla]

Aucune différence, je suis monté avec une masse de 39 Kg mais avec un nouveau bras rotor d'environ 12 m ! Pour moi la fonction Roberval ne fonctionne qu'avec un engrenage central fixe et un mouvement moteur du bras rotor , jamais avec les 2 engrenages externes moteur, même si on y mets une masse décentrée de 39 Kg sur ces derniers. Par simple acquis de conscience je vais encore faire un essai avec un déport qui dépasse les engrenages , sans illusion sur les résultats.

Par contre on retrouve la fonction Roberval avec tous les engrenages paires. Avec 9 engrenages identiques alignés sur le rotor on a 4 engrenages Roberval. Inutile de dire que j'ai aussi chargé avec des grosses masses ces 4 engrenages, aucun changement.

Faire un proto à ce stade me semble être la meilleure méthode pour ramasser un râteau.

A+

[ProJéthée]

Bonjour,
en fait Derfla, je vais sans doute faire une maquette mais seulement en vue de vérifier l' impact de l' introduction d' un élément nouveau. C' est une réflexion que tu as eue qui m' a conforter sur une piste à explorer à laquelle je songeais déjà et qui va s' avérer incontournable. Tu as dis "il faudrait générer un couple et non une force sur P". Or c' est pourtant ce que fait le contre poids solidaire de A donc malgré l' impression visuelle ça ne peut marcher. Cette phrase a trotté un moment dans ma tête jusqu' à donner quelque chose du genre "P doit s' auto équilibrer ou tout au moins réduire la grandeur du contre couple qu 'il génère par rapport à sa masse". Ceci est envisageable en utilisant des forces d' Inertie. Je ne sais pas encore de quelle manière.
D' ailleurs, en relisant ce que les témoins disaient de la roue de Bessler, on s' aperçoit
que la notion d' interval de temps donc de vitesse est essentielle;
_ la roue ne démarre pas d' elle-même
_ la roue auto accélère à partir d' un certain seuil
_ la roue possède une vitesse de rotation préférentielle
Ces caractéristiques ne sont pas dues au hasard.
Il devait donc exister un ou plusieurs mécanismes à l' intérieur de la roue possédant leur propre synchronicité et interagissant avec elle selon des intervals de temps donnés.
Je vais donc tenter d' explorer cette possibilité d' auto couple à partir de forces d' inertie et on verra ce qu' il en sortira.

[Derfla]

Salut ProJéthée,

Après avoir cherché une solution pour contourner mes problèmes provisoires informatiques, j'ai hésité de mettre cette vidéo en ligne car elle n'a rien, absolument rien de transcendantal. Mais on ne sait jamais cela peut quand même donner des idées à quelqu'un, au moins elle réponds en images à tes hypothèses . Avec 5 ou 9 engrenages on a les mêmes résultats. Ce nouveau soft de simulation bien que encore bogué est quand même un outil utile, il permet une plus grande précision des constructions grâce au quadrillage et le zoom associés.



Si on augmente très peu la longueur du bras équilibreur central blanc le rotor tourne lentement dans l'autre sens, c'est logique.

Utiliser la fonction Roberval dans les moteurs gravitationnel me semble bien bloquée en espérant utiliser une force comme action motrice sur les engrenages Roberval. Générer un couple pur avec la gravitation c'est pas du temps évident.

Bon courage à toi et n'hésite pas en cas de besoin d'une petite simule avec Algodoo.

A+

[ProJéthée]

Ouaip, pas top la vidéo. Mais bon si le soft de simul tient la route c' est déjà ça de pris.
Certes, le roberval en lui-même ne mène pas plus loin que d' autres solutions. Mais associé à d' autres mécanismes j' espère pouvoir en tirer quelque chose. Je finalise un de ces trucs de ouf dont j' ai le secret et je vous tiens au courant.
A +

[ProJéthée]

La Voie du déséquilibre statique s’ avérant définitivement sans issue, j’ ai choisi d’ explorer dans la direction d’ un déséquilibre dynamique inertiel.
Derrière ce nom barbare un concept simple ; réaliser un déséquilibre créateur de mouvement en utilisant des forces inertielles.
La question cruciale qui se pose maintenant est : « peut-on recueillir grâce à ce déséquilibre davantage d’ énergie qu’il n’ en faut pour générer ces forces inertielles ? »
Toujours basée sur le roberval, voici une illustration de ce à quoi pourrait ressembler une telle machine.
Note 1: les pointillés correspondent grosso modo à la position relative des éléments à l’ arrêt, et les traits pleins à leurs positions une fois la vitesse de croisière atteinte.
Note 2 : pour des questions d’ équilibrage dynamique, j’ ai remplacé l’ ensemble de n masses M par un anneau plein lié aux engrenages P par des pions.


Hypothèses de travail :
a) à une vitesse de x Tr/s, les satellites se déploient et les forces d’ inertie sur leur masse excentrée tirent suffisamment fort pour générer un contre contre couple sur P.
b) ce contre contre couple prenant naissance au sein du système P-E ne subit pas de contre réaction de la part du rotor (ou insignifiante) et encore moins du bâti.
c) on peut, du fait que l’ énergie cinétique croît avec le carré de la vitesse
(E = m v 2 / 2), générer un couple assez costaud sur E pour annuler le contre couple dû à la masse de M sans pour autant rendre cette masse virtuellement nulle puisqu’ on ne prend appui que sur l’ axe de rotation du bras de E (en vert clair), soit l’ axe de rotation de P.
d) et enfin, la masse M a acquis assez d’ énergie cinétique et en crée une quantité suffisante par sa masse et son déséquilibre pour entretenir le mouvement.

Pour a) c’ est possible mais à quelle vitesse ?
Pour b) ça me semble OK mais je vous le prouverai pas par des calculs
Pour c) idem que pour b)
Pour d) l’ espoir fait vivre
Blague à part je serai curieux de voir le comportement d’ une maquette et de voir la courbe énergie rentrante pour lancer la machine/nombre de tours.

[Derfla]

Hello grand cogitateur,

Oui c'est une bonne idée de recherche d'exploiter la force centrifuge en provoquant un moment permanent sur les 2 engrenages jaune, avec une autre direction des forces que celles provoquées par la gravitation. Ceci a aussi été un de mes rêves dans le passé, mais sans succès. De nouvelles idées de nouveaux espoirs . Mais je n'arrive pas à voir la nécessité de tes 2 satellites bleus. Il me semble que ton cercle décentré doit bloqué les 2 engrenages jaune qui le porte. Je vais faire une petite simule simplifiée pour bien comprendre ce qui ce passe avec ce cercle et les engrenages porteur.

A+

[Derfla]

Voilà la simulation avec l'anneau fixé sur les 2 engrenages roberval par l'intermédiaire de 2 axes et roulements. Résultats malheureusement négatifs comme suspecté auparavant . La distance entre un point sur un engrenage roberval et un autre point sur l'autre engrenage n'est pas constant, contrairement à ce que l'aspect visuel pourrais faussement suggérer.

Pour résoudre ce problème je verrais 2 barres articulées formant un V, avec donc 3 fixations comme sur la vidéo: une sur chaque engrenage et une qui relie les 2 barres au point d'intersection. On pourrais éventuellement mettre un poids au sommet du V. Je vais faire la simule.

Roberval 2

A+

[Derfla]

Vidéo avec le V articulé, aucun blocage, par contre si on supprime l'articulation tout se bloque à nouveau.

Roberval 3

A+

[ProJéthée]

Derfla,
tu est un génie !
que se passe-t-il si on prend le montage roberval 3 et qu' on l' applique au moteur magnétique. On aurait peut-être (enfin) un dispositif capable de tourner autour du stator en lui offrant toujours la même face ET capable malgré tout de transmettre un couple.
Faut que je regarde cela plus attentivement parce que je raconte parfois des conneries comme pour le montage inertiel un peu au-dessus dans lequel je n' ai pas pris en compte la rotation des bleus autour des jaunes, donc non fonctionnel.
J' ai aussi une autre solution pour le MM à base de satellites mais plus complexe que ton système en V.
A tout de suite.

[Derfla]

Pas du tout, j'ai seulement fait une connerie. Le montage des pièces était trop imprécis, surtout le positionnement des axes. En zoomant au max et ensuite placer les roulements avec leur axes, le V non articulé ne bloque plus le système. Par contre on ne voit plus les roulements et leurs axes quand on simule à une échelle normale. Il faut que je reprenne toute la construction de la simule , car il y a encore un point dur où on voit les engrenages rob. faire des petites inversions brusques de rotation. Conclusion provisoire : il semble exister une position géométrique qui demeure équidistante entre les 2 engrenages rob.

Pour l'instant je ne vois rien pour le MM, je continue la réflexion dans ce sens.

A+

[ProJéthée]

Quoi qu' il en soit, la géométrie de ma fonction inertielle non fonctionnelle répond parfaitement aux attentes que nous avions par rapport au MM. (va voir sur le fil du MM super roberval)
Reste à voir s' il n' existe pas une simplification possible grâce à ton V ou quelque chose d' approchant.

[quartz]

Derfla, concernant Roberval 3, peux tu ajouter la même paire de bras en triangle de l'autre coté, tu aura ainsi un système symétrique déséquilibré.
Si ce n'ai pas trop dure à réaliser j'aimerais bien voir se que cela produit,
car vu d'ici ça donne l'impression très net d'être déséquilibré en permanence du même coté.
Tout en produisant un couple de rotation et ça c'est tout de même un scoop si c'est vrai !!

A+++

[Derfla]

Bonsoir à tous,

Pour répondre à quartz, voici ROBERVAL 4 . Apparemment on donne un couple horaire au départ mais malheureusement pas de déséquilibre permanent. Dans la pratique pour réaliser cette expérience il faudrais dédoubler chaque engrenage Rob. et le mettre l'autre côté du bras . Si on soude les bras du V ensemble le rotor se bloque très rapidement.

A+