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  1. Gravity wheel from Maillardet

    Creation date: 10th of June.2012

    Moteur mécanique à gravité - Inventeur présumé : MAILLARDET (Neufchâtel Suisse)

    Description de l'invention - Description of invention

    Henri Maillardet est né à Meyriez en 1745, il travailla dans la Fabrique d'horlogerie de Berlin, puis devint l'associé des Jacquet-Droz et de Leschot, dirigeant leur succursale de Londres. Il construisit plusieurs androïdes qu'il exhiba en Angleterre après 1800. Parmi ses oeuvres les plus célèbres on retrouve le Dessinateur-Ecrivain, actuellement Research Museum of Franklin Institute de Philadelphie. Jean-David Maillardet, frère d'Henri Maillardet, est né à Fontaines (Neuchâtel) en 1748. pendulier et automatiste, il travailla quelque temps dans la Fabrique d'horlogerie de Berlin, puis établi à Fontaines au Val-de-Ruz où il fut en relation suivies notamment avec les Jacquet-Droz. Il construisit de nombreux automates, en particulier des magiciens. Julien- Auguste Maillardet (1779-1852) est le fils de Jean- David. également pendulier et automatiste, il travailla avec son père à Fontaines. Les Maillardet sont connus pour leurs automates magiciens. Les plus connus de tous sont certainement le grand magicien et le petit magicien que l'on peut admirer au Musée International d'Horlogerie de La Chaux-de-Fonds.

    Henry Maillardet was born in Murten in 1745, he worked in a watch factory in Berlin, then became the partner of Jacquet-Droz and Leschot, directing their London branch. He built several androids he exhibited in England after 1800. Among his most famous works we find the cartoonist-writer, currently Research Museum of the Franklin Institute in Philadelphia. Jean-David Maillardet, brother of Henri Maillardet, was born at Fontaines (Neuchâtel) in 1748. Automatist and clockmaker, he worked some time in the watch factory in Berlin, then based in Fountains at Val-de-Ruz, where he was in connection in particular with the Jacquet-Droz. He built many machines, especially magicians. Maillardet Julien-Auguste (1779-1852) was the son of John David. also automatist clockmaker and he worked with his father at Fountains. The Maillardet are known for their magician automata. The best known of all are certainly the great magician and the little magician that can be admired at the Musée International d'Horlogerie in La Chaux-de-Fonds.

    Conception imaginée par Quartz du forum Conspirovniscience

    "Grâce à Quartz qui a déniché ce vieux bouquin et à un certain ancêtre Maillardet voici une version d'un moteur gravitationnel qui excentre les masselottes à 12 h et les remets à leur position initiale à 6 h. L'erreur que nous avons tous commise dans le passé s'était de vouloir remonter les masselottes après avoir donné leur travail en transformant l'énergie potentielle en énergie cinétique. Ici on ne remonte pas les masselottes, on fait pivoter sur 90 degrés et quasi à l'horizontale (vu la très faible vitesse angulaire d'une roue gravitationnelle ) et perpendiculairement au plan de rotation de la roue . L'énergie consommée pour cette opération et vraiment minimale et le déséquilibre permanent donne un couple largement suffisant pour être utilisé grâce à la grande inertie de la roue et avec une action de l'excentration et de reset près du centre de la roue.

    Le dessin n'est pas un plan de montage, il comporte même une petite erreur de positionnement des paliers centraux, le but était de donner le principe de base du concept. Il ne reste plus qu'à trouver un dispositif mécanique fiable et précis pour actionner les masselottes."

    Design conceived by Quartz from Conspirovniscience Forum.

    Thanks to Quartz, which has found this old book and some ancestor Maillardet, here is a version of a gravitational engine that offsets the weights at 12 h and put them back to their original position at 6 h. The mistake we all made ​​in the past was to try the weights back after giving their work by converting potential energy into kinetic energy. Here, one does not lift up the weights, they are rotated by 90 degrees, almost in horizontal position (seen the very low angular velocity of a wheel of gravity) and perpendicular to the plane of rotation of the wheel. The energy consumed for this operation is very minimal and permanent imbalance provides more than enough torque for use by the great inertia of the wheel.

    The drawing is not a assembly plan, it has even a small error in positioning the center bearings, the aim was to give the basic principle of the concept. It only remains to find a reliable and accurate mechanical device to activate the weights.

     

    Etude théorique - Theoretical study

    Proposal n° 1

    A reference frame (O xi yi zi ) is attached to each rotating mass of index i.

     

    Resulting force along x0 axis in point 0

    with                              , it comes :

    Taking into account the following relation: , it comes:

    Resulting force along y0 axis in point 0

    The resulting centrifugal force in point 0 is not equal to zero. The two components of the force along the axes x and y are balanced against the reaction forces of the frame.

    Resulting moment in point 0

    Calculons le couple résultant créé par l'ensemble des forces de gravité appliquées sur les masses mi , chaque masse étant égale. Les forces centrifuges radiales ne créant pas de couple résultant selon l'axe z0 ne sont pas pris en compte dans le calcul.

    Let's calculate the resulting torque created by the gravity forces applied on the masses mi, each mass being equal. Radial centrifugal forces not creating a resultant torque along axis z0 are not taken into account in the calculation.

     

    With:               , it comes:


    Outlet power, net outlet power, inlet power

    Outlet power

    Les pertes du système de guidage et de basculement des masses sont difficiles à calculer. Elles dépendent du nombre de roulements utilisés et de l'intensité des forces centrifuges. On peut estimer qu'elles représentent quelques pour cent de la puissance fournie par la roue.

    Guiding and tilting system losses are difficult to calculate. They depend on the number of used bearings and of the intensity of centrifugal forces. May be deemed to represent a few percent of the power supplied by the wheel.

    Net outlet power

    Les deux roulements à bille de l'axe de la roue à gravité créent une perte du fait du frottement de roulement

    The two ball bearings of the gravity wheel axis create a loss due to the rolling friction.

    Inlet power

    La puissance nécessaire utilisée pour basculer les masses à 6 et 12 h est prise sur la puissance de sortie fournie par la roue. Cette puissance est celle fournie en entrée pour créer un déséquilibre permanent de la roue.

    The power required to switch the masses at 6 and 12 h is taken on the output provided by the wheel. This input power is supplied to create a permanent imbalance of the wheel.

     

    COE (coefficient of energy) - COP (coefficient of performance)

     

    Application numérique - numerical application

    R = 1 m - r = 0.45 m - m = 1.5 kg - nombre de masses - number of masses : 12  -  ω = 400 rpm

    Pertes du système de basculement = 5% de la puissance de la roue - Losses of the tilting mechanism = 5% of the power supplied by the wheel.

    Pertes des deux roulement = 1% P outlet - Losses of two ball bearings = 1% of P outlet.

    Couple calculé T - Calculated torque T = 6.62 mN

    Vitesse de rotation - Angular rotation speed ω = 41.89 rd/s

    Puissance brute de sortie - Gross outlet power: Poutlet =0.95 . T. ω = 0.95 x 6.62 x 41.89 = 263.5 W

    Puissance nette de sortie - Net outlet power: Pnet outlet = 0.99 . P outlet = 260.9 W

    Puissance d'entrée - Inlet power: Pinlet = 0.05 . T . ω = 13.9 W

    Puissance d'entrée fournie par l'opérateur - Inlet power supplied by operator: Pinlet operator  = 0

    COE = 263.5 / 13.9 = 19

    COP = 260.9 / 0 = infinite

     

    Proposal n° 2

    Le dispositif de basculement des masses de la roue précédente n'est pas aisé à réaliser car les deux bras de levier doivent être tournés de 90° dans un temps relativement cours. Un autre agencement de la roue permet d'éviter cet inconvénient.

    The tilting device of the masses relating to previous wheel is not easy to achieve because the two lever arms must be rotated by 90 ° in a relatively short time. Another arrangement of the wheel avoids this disadvantage.

    Un dispositif particulier permet de faire varier le couple d'une manière continue de Tmax à -Tmax en passant par la valeur zéro. Ce système de variation de couple nécessite un servo-moteur électrique qui ne consomme qu'une très faible puissance.

    A special device is used to vary the torque of a continuous manner from -Tmax to Tmax through zero. This system torque variation requires a servo-electric motor which consumes only a very low power.

    Nous ne communiquons pas le détail de l'agencement de la roue améliorée sur ce site mais uniquement les résultats de calcul.

    We do not disclose the agencement detail of the improved wheel on this site but only the calculation results.

     

    Resulting force along y0 axis in point 0

     

    Resulting force along z0 axis in point 0

     

    Resulting force along x0 axis in point 0

     

    Resulting moment in point 0

     

    La formule ci-dessus montre qu'il n'existe pas de couple résultant créé par les forces centrifuges et de Coriolis à un quelconque instant t de la rotation. Le couple résulte uniquement du déséquilibre des forces de gravité appliquées sur les masses. La simplification des formules est liée à l'agencement symétrique dans l'espace des masses en rotation.

    The above formula shows that there is no resultant torque created by the centrifugal and Coriolis forces at any time t of the rotation. Torque results solely from the imbalance of gravity forces applied to the masses. Simplification of the formulas is linked to the symmetrical arrangement in space of the rotating masses.

    Sur une rotation complète chaque masse descend et remonte de la même hauteur. Globalement, la puissance nécessaire à chaque instant t pour déplacer les masses et maintenir le déséquilibre permanent des forces de gravité est égale à zéro (aux frottements près).

    Over a complete rotation each mass descends and ascends to the same height . Overall, the power required at each time t to move the masses and maintain a permanent imbalance of gravitational forces equals zero (close to friction).

    Les masses sont entrainées en mouvement de rotation au moyen d'un réducteur à engrenages coniques de rapport r. La roue centrale est fixée elle-même sur l'arbre de sortie d'un train épicycloïdal de rapport de réduction -1/r. L'arbre d'entrée est utilisé pour modifier l'angle initial des masses tournantes.

    The masses are driven in rotation by means of a conical gear reducer of reduction ratio r. The central wheel is set itself on the output shaft of a planetary gear of reduction ratio -1 / r. The input shaft is used to change the initial angle of the rotating masses.

     

    Outlet power, net outlet power, inlet power

    Outlet power

    One can estimate the following friction losses:

    • 0.005 point per gear contact
    • 0.001 point per ball bearing

    Number of angle gears : nb rag = 12

    Number of bearings installed on radial rods : nb  rbg 24

    Number of epicycloid train gear contacts : nb egc = 6

    Number of epicycloid train gear ball bearings : nb egb = 10

    Then, it comes :

     

    Inlet power

     

    Application numérique - numerical application

    R = 1 m - r = 0.45 m - m = 1.5 kg - nombre de masses - number of masses : 12  -  ω = 400 rpm = 41.888 rd/

    Couple calculé T - Calculated torque T = 6 x 1.5 x 9.81 x 0.45 = 39.731 mN

    Puissance brutte de sortie - Gross outlet power: Pgross outlet = T x ω = 39.731 x 41.888 = 1664.2 W

    Pertes de la roue - Losses of gravity wheel: Pgravity wheel losses = 206.4 W

    Puissance nette de sortie - Net outlet power: Pnet outlet = 1457.9 W

    Puissance d'entrée - Inlet power: Pinlet = 206.4 W

    Puissance dépensée par l'opérateur - Inlet power supplied by operator : Poperator = 0

    Coefficient d'amplification d'énergie - Coefficient of energy: COE = 1457.9 / 206.4 = 7.06

    Coefficient de performance- Coefficient of performance: COP = 1457.9 /0 = infinite

     

    Conclusions

    Les deux roues étudiées sont bel et bien des machines universelles ou surunitaires capables de fournir une puissance nette sans dépense d'énergie de l'opérateur au démarrage ou en fonctionnement continu. Cette étude valide donc les affirmations identiques faites par Yohann Besler au 18ème siècle. Le déplacement simultané des masses pour maintenir l'état instable de la machine ne crée pas de contre-réaction consommatrice ou productrice d'énergie à un instant t quelconque de la rotation (variation d'énergie potentielle positive et négative simultanée, forces de Coriolis accélératrice et décélératrice simultanées).

    The both studied wheels are indeed universal or overunity machines capable of providing power without net energy expenditure from the operator at startup or in continuous operation. This study therefore validates the assertions made ​​by german Sir Yohann Besler in the 18th century. The simultaneous displacement of the masses to maintain the unstable state of the machine will not create any energy consuming or producing contra-reaction at any instant t of the rotation (simultaneous positive and negative changes of energy potential, simultaneous accelerating and decelerating Coriolis forces).

    Le mécanisme amélioré (proposition no 2) fournit un couple et une puissance 6 fois supérieur au mécanisme initial (proposition n° 1), tous les paramètres étant égaux dans les deux solutions.

    Le deuxième mécanisme a par ailleurs la capacité de tourner à de plus grandes vitesses que le mécanisme initial sans aucun chocs de fonctionnement. Le seul paramètre limitant la vitesse de rotation est la force centrifuge et les contraintes importantes qu'elle engendre.

    The improved mechanism (Proposal No. 2) provides a torque and a power 6 times greater than in initial mechanism (Proposal No. 1), all parameters being equal in both solutions.

    The second mechanism has also the ability to run at higher speeds than the initial mechanism without any shock of operation. The only parameter limiting speed is the centrifugal force due to the significant constraints that it generates.