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Monsieur Josef Karl RUDOLF
Cette invention a trait à une machine motrice dont le fonctionnement est régi par la pesanteur. Elle comprend es- sentiellement un élément qui est mis à même de descendre sous Inaction de la pesanteur pour produire de l'énergie et un dispositif associé audit élément et servant à équilibrer la pesanteur qui s'exerce sur cet élément de telle sorte qutil peut être ramené à sa position initiale à l'aide d'une éner- gie qui est moindre que celle produite par sa descenteo
L'appareil comprend essentiellement une piste fermée sur elle-même et comportant une déclivité et une rampe,
un élément roulant agencé pour rouler sur cette piste et pour engendrer de l'énergie dans le mouvement de descente qu'il effectue sous l'action de la pesanteur sur la déclivité de
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.la piste, et un dispositif permettant d'équilibrer le poids dudit élément pendant qu'il est ramené à son niveau ini- tial.
La piste peut être montée de façon à pouvoir osciller autour de pivots et le dispositif d'équilibrage peut con- sister en un contrepoids monté de façon à faire osciller ladite piste dans le but de ramener l'élément roulant à sa hauteur initiale, Un dispositif peut être prévu pour communiquer une partie de l'énergie engendrée par la des- cente de Isolément roulant à la piste pendant son mouve- ment oscillant de façon à maintenir constante l'amplitude de l'oscillation, A titre d'alternative, la piste peut être fixe, des poids rotatifs étant utilisés pour commu- niquer une poussée à l'élément roulant et aider cet élé- ment à gravir la rampe de la piste,
Dans les dessins annexés:
Fig. 1 est une vue en plan représentant, à titre dtexem-
Ple, une machine motrice complète établie suivant un des mo- des de réalisation de l'invention et dans laquelle on fait usage d'une piste oscillante,
Fig. 2 en est une vue de côté.
Fig. 3 en est une vue en bout.
Pigé 4 est une coupe verticale de la machine de fig. 1 Fig. 5 et 6 sont des vues schématiques représentant le mouvement Oscillant de la piste pivotante pendant le fonctionnement de la machine.
Fig. 7 est un détail dtune des sections coulissantes prévues dans la piste pour le but qui sera décrit plus loin.
Fig. 8 et 9 sont respectivement une coupe longitudina- le et une coupe transversale de fig. 7.
Fig. 10 est une vue en plan du mécanisme de freinage de la machine,
Fig. 11 représente l'installation éleutrique pour la mise en marche, l'arrêt et la commande générale de la ma-
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chine,
Fig. 12 est un schéma du tableau de manoeuvre,,
Fig. 13 est une coupe verticale représentant un autre ,mode de réalisation dans lequel le mouvement oscillant de la piste est effectué à laide de roues pesantes rotatives
Fig, 14 est une vue en plan de fig. 13 et représente la disposition des roues pesantes et les liaisons motrices.
Fig. 15 est un détail représentant la positon qu'oc- cupe la roue pesante qui est la plus rapprochée de l'ob- servateur dans la fige 14.
Fig, 16 est une vue analogue représentant la position correspondante qu'occupe la roue pesante qui est la plus éloignée, Fig. 17 est une vue en plan d'un autre mode de réali- sation dans lequel la piste est fixe, des roues pesantes rotatives étant prévues pour contribuer à faire mouvoir l'é- lément roulant sur les rampes de cette piste.
Fig. 18 et 19 sont deux coupes verticales de la machi- ne de fig. 17 à angle droit D'une par rapport à l'autre,
Fig, 20 est une vue de côté d'une des roues pesantes rotatives des fig, 17, 18 et 19
Fig. 21 est une vue en plan de fige 20.
Fig. 22 est une coupe transversale suivant A-A (figt ?0)ce
Fig. 23 est une coupe longitudinale par un plan passant par un des poids de la roue rotative*
Fig. 24, 25 et 26 représentent un autre type de roue pesante rotative qui peut être appliqué avec l'appareil des fig. 17, 18 et 19.
Fig. 27 et 28 sont respaotivement une vue de côté et une vue en plan représentant un autre mode de réalisation de Isolément roulante
Fig, 29 est une vue analogue à fig, 27 représentant le mode dTaction des pièces
Fig. 30 est une vue de détail représentant un autre
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mode de réalisation de l'élément roulant,
Fig. 31 est une coupesuivant B-B (fig. 30).
Fig. 32 est une coupe représentant un mécanisme modifié permettant de communiquer une poussée à la piste oscillante.
Fig. 33 représente une variante de fig. 32.
Fig. 34, 35 et 36 représentent un dispositif permettant de régler la position horizontale des pivots de la piste os- cillante par rapport aux autres parties de l'appareil.
Fig. 37 et 38 représentent un dispositif permettant de régler verticalement les pivots de la piste oscillante.
Fig. 39 et 40 sont des vues de détail représentant le dispositif prévu pour régler verticalement la piste fixe*
Fig. 41 est une vue en plan représentant un type d'ap- pareil comportant deux pistes concentriques.
Fig. 42 est une vue perspeotive de fig. 41.
La machine motrice dont un mode de réalisation complet est représenté dans les fig. 1 à 12 est principalement des- tinée à actionner une génératrice électrique pour la pro- duotion de courant électrique. Elle peut toutefois être appliquée avec de légères modifications pour d'autres usages.
On se référera d'abord aux fig. 1 à 10, Dans ces figu- res, 1 désigne un bâti ou fondation de construction conve- nable sur lequel sont montés deux montants 2 supportant des pivots 3. Les pivots 3 supportent de façon pivotante u- ne piste fermée sur elle-même 4 ayant de préférence la for- me oiroulaire représentée dans la fig. 1. Ces pivots 3 sont diamétralement opposés et la piste est équilibrée sur eux de façon qu'elle puisse osciller librement sur lesdits pivots.
La piste est munie de deux déclivités 5 et de deux rampes 6. Chaque déclivité comprend approximativement les deux. tiers de la moitié de la circonférence de la piste tan- dis que chaque rampe comprend le tiers restant, Les rampes sont ainsi approximativement deux fois plus raides que
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les déclivités,.
Un contrepoids 7 est suspendu à la piste 4 et est sup- porté par cette piste à l'aide de deux ou plus de deux bar- res courbes 8 qui sont convenablement fixées à leurs extré- mités opposées à la partie inférieure de la piste (fig. 2 et 3). Ce contrepoids est agencé pour se comporter à la façon d'un pendule et produire le mouvement oscillant dé- siré de la piste sus ses pivots 3.
Un arbre principal 9 est disposé verticalement et aen- tralement à l'intérieur de la piste 4 et tourillonne à son extrémité inférieure dans une orapaudine 10 montée sur le socle 1. L'extrémité supérieure de cet arbre principal est montée de façon à pouvoir tourner dans un palier 11 suppor- té par une charpente ou superstructure 12. Un bras radial 13 est relié par son extrémité interne à l'arbre principal 9 ou à un organe porté par cet arbre de telle manière qu'il participe constamment au mouvement de rotation dudit arbre tout en pouvant pivoter vers le haut et vers le bas. A son extrémité externe, ce bras supporte une roue ou roulette 14 montée folle et agencée pour rouler sur la surface supé- rieure de la piste, cette roulette étant de préférence mu- nie d'une jante élastique convenable 15.
Le bras radial 13 est chargé dtun poids approprié de façon qu'une force de pesanteur considérable s'exerce sur lui, Lorsque l'appareil sert à produire du courant électri- que, le poids nécessaire peut être prévu en contant la gé- nératrioe électrique directement sur ce bras radial 13, comme indiqué en 16 dans la figé 2.
Cette génératrice est de préférence actionnée à l'aide d'une roue dentée 17 fixée à la roulette 14 et engrenant avec un pignon 18 monté sur l'arbre 19 de la génératrice. Il est essentiel que le poids du bras radial 13 et des pièces portées par ce bras soit inférieur au poids du contrepoids 7, afin que ce dernier puisse produire le mouvement oscillant désiré de la piste et ramener ainsi Isolément roulant à sa position initiale
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EMI6.1
après ohaqueMuvement de descente,
L'extrémité inférieure de l'arbre principal 9 suppor- te un volant 20 qui est muni dtune denture 21 agencée pour engrener avec un petit pignon 22 calé sur l'arbre d'un pe- tit moteur électrique de démarrage 23 monté sur le socle 1.
Une couronne à denture conique 24 est calée rigidement sur l'arbre principal 9 et engrène avec deux pignons d'an- gle opposés 25 montés sur des arbres horizontaux distincts 26. Ces arbres sont supportés par des paliers 27 fixés au socle 1 et sont susceptibles d'être accouplés par des em- brayages à friction convenables 29 (fig. 2) avec des ar- bres 28 situés dans leur prolongement. Les arbres 28 sont situés à Malignement horizontal des arbres.. 86 et sont supportés par des paliers 30 également montés sur le socle 1. L'extrémité externe de chacun des arbres 28 porte une roue d'angle 31 qui engrène avec une roue d'angle 32 mon- tée sur un arbre court 33. Cet arbre 33 est support, par un bras de support 34 et est muni d'un plateau-manivelle 35.
Les deux plateaux-manivelles 35 sont reliés par des bielles réglables 36 à la partie inférieure de la piste 4 et sont agencés pour recevoir un mouvement de rotation in- termittent par l'intermédiaire des embrayages à friction 29 de façon à exercer des poussées sur les cotés opposés de la piste dans le but de maintenir constante ltamplitude du mou- vement oscillant de cette piste sous faction du contre- poids 7.
Les embrayages à friction 29 sont commandés par une came double 37 montée sur l'arbre principal 9 et agencée pour actionner des barres horizontales 38 occupant des positions opposées. Les barres 38 coulissent dans des gui- des 39 et leurs extrémités internes sont maintenues en contact avec la came 37 par des ressorts à boudin 40. Les
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extrémités externes de ces barres sont reliées à des le- viers d'embrayage 41 qui effectuent la fermeture des em- brayages à friction 29 (figo 2).
Pour accélérer le mouvement oscillant de la piste 4 sous l'action du contrepoids 7, deux ressorts amortisseurs
42 peuvent être placés de part et dautre de l'axe de pi- votement de la piste. Chacun de ces dispositifs comprend un cylindre vertical 43 supporté de façon pivotante par la charpente 12 et contenant un ressort de compression 44 qui supporte un plateau ou piston amortisseur 45. Une tige verticale 46 est reliée de façon pivotante par son extré- mité supérieure à la partie inférieure de la piste 4, son extrémité inférieure traversant librement le cylindre 43 et le plateau amortisseur 45.
Un organe presseur 47 fixé à la tige 46 est agencé pour entre'r en contact avec le piston 45 de façon à comprimer le ressort 44 lorsque la piste est sur le point dtatteindre l'extrémité de chaque mouvement oscillant. Une faible quantité dténergie est ainsi emmagasinée dans le ressort 44 et cette énergie com- munique à la piste une poussée initiale dirigée vers le haut au commencement de son mouvement oscillant suivante
Un mécanisme de freinage est prévu pour immobiliser la piste 4 pendant une courte période de temps à l'achè- vement de chaque mouvement oscillant.
Ce mécanisme comprend deux freins distincts disposés de part et d'autre de l'axe de pivotement de la piste et comprenant chacun un tambour de frein 48 calé sur le plateau-manivelle 33 et des sabots de frein 49 d'un type approprié, sollicités vers la posi- tion de serrage par des ressorts et supportés de façon pivotante par la charpente 12.
Les freins sont agencés pour être actionnés en synchronisme avec le fonctionnement des embrayages à friction 29,de telle manière que lors- qu'un des embrayages se ferme, le frein adjacent se des- serre,,
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Chaque frein est commandé à l'aide d'un Levier de '* commande 50 monté sur un arbre oscillant 51 et muni d'une extrémité supérieure fourchue 52 qui entre en prise avec la partie mobile 53 de l'embrayage à friction adjacent 29.
Un levier 54 descendant de l'arbre oscillant 51 est relié de façon pivotante par une biellette réglable 55 à l'ex- trémité inférieure d'un levier 56 monté sur un second ar- bre 57 qui est supporté dans des paliers convenables mon- tés sur le socle 1.
L'extrémité supérieure du levier 56 est reliée un coulisseau conique 58 monté sur l'extrémité d'une tige
59 coulissant dans un bras de support 60, Un ressort 61 entourant la tige 59 tend à ramener le coulisseau conique à sa position normale. Le coulisseau conique 58 est enga- gé entre des galets anti-friction 62 montés sur les extré- mités des sabots à ressort 49 du frein.
Lorsque les leviers d'embrayage 41 sont actionnés par le mouvement des barres 38 par la-came double 37, les embrayages à friction 29 se ferment, ce qui a pour effet de communiquer une poussée à la piste par l'intermédiaire des plateaux-manivelles 35. Simultanément avec la ferme- ture de chaque embrayage, le coulisseau conique 58 du mécanisme de freinage est actionné par sa transmission et agit de façon à écarter les sabots de frein 49 l'un défi'autre et à desserrer ainsi le frein.
Aussitôt que l'embrayage est de nouveau débrayé par l'action de son levier 41, le coulisseau conique 58 est ramené à sa po- sition normale par le ressort 61 et les sabots de frein entrent en prise avec leurâ portées de serrage sous l'ac- tion de leurs ressorts et immobilisent ainsi la piste a- près chaque mouvement oscillant.
Un régulateur de vitesse 63 est monté sur l'arbre vertical 9 et est agencé pour serrer automatiquement un frein à ressort 64 lorsque la vitesse de l'arbre prin-
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oipal 9 et du bras radial tend à devenir excessive. A cet effet, un levier 65 monté de façon pivotante dans un bras de support 66 est relié par une de ses extrémités à la douille coulissante 67 du régulateur. L'extrémité opposée du levier est reliéeà l'extrémité supérieure d'une tige verticale 68 qui est munie d'un coulisseau en forme de coin 69 à son extrémité inférieureCe coulisseau est guidé par une glissière 70 et ooopère avec un galet 71 monté à l'extrémité du sabot de frein pivotant 72.
Le sa- bot 72 est sollicité vers une position dans laquelle il frotte contre un tambour de frein 73 monté sur l'arbre principal, par un ressort à boudin convenable 74 (voir fig, 10).
Dans le cas où la vitesse de l'arbre principal 9 ten- drait à devenir excessive, l'action d'élévation de la douil- le 67 du régulateur aurait pour effet de dégager le cou- lisseau en forme de coin 69 du galet 71, en permettant au ressort 74 de serrer le frein.
Près du frein 64 commandé par le régulateur se trou- ve un second frein 75 qui est aussi destiné à entrer en prise avec le tambour 73 sous l'action d'un ressort à boudin 76, Ce frein 75 est construit de la même façon que le frein 64 et est aotionné par un coulisseau en forme de ooin 77. Ce frein sert toutefois à arrêter l'appareil et est de préférence commandé par un dispositif électro- magnétique qui sera décrit plus loin.
La piste 4 possède deux sections coulissantes 78 qui sont diamétralement opposées et ont pour but de diminuer le frottement qui s'exerce contre la roulette 14 de l'élé- ment roulant lorsque la piste oscille. Chacune de ces sec- tions comprend une plaque 79 adaptée à la courbure de la piste et logée dans une creusure 80 dans laquelle elle est montée sur des billes 81 de façon qu'elle puisse cou- lisser librement vers l'extérieur et dans une direction
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radiale sous la pression exercée par la roulette 14 pen- dant le mouvement oscillant de la piste.
La plaque mobile
79 est ramenée automatiquement à sa position normale après le passage de la roulette 14 par des ressorts à boudin 82 montés sur des tiges 83 portées par la plaque mobileCha- cune des tiges coulisse dans un guide 84 solidaire de la piste (fig. 7, 8 et 9).
Pour décrire le fonctionnement du présent appareil, on supposera que la piste 4 occupe initialement la posi- tion inclinée de fig. 5, Par conséquent, le contrepoids 7 est placé à gauche de la ligne verticale centrale de lta.p- pareil et possède ainsi une énergie potentielle de posi- tion. Les embrayages à friction 29 sont débrayés et les freins 48, 49 sont serrés. La piste entière est ainsi immobilisée dans la position inclinée. Le ressort 44 du dispositif amortisseur de droite 42 est comprimé.
L'élément roulant 13-14 est placé initialement au point élevé A de la piste et est ainsi amené à descendre la déclivité adjacente 5 de'la piste sous l'action de la pesanteur. Dans ce mouvement, l'élément roulant pesant dé- veloppe une énergie cinétique considérable qui actionne la .génératrice 16 par l'intermédiaire de son engrenage et fait aussi tourner l'arbre principal 9, En descendant la décli- vité 5, Isolement roulant acquiert une force vive considé- rable qui, secondée par l'inertie du volant 20, fait monter ledit élément sur la rampe suivante 6 de la piste jusqutà la position B qui est diamétralement opposée au point de départ A.
La rampe 6 est beaucoup moins raide que la dêcli-. vité 5, ceci résultant de la position inclinée de la piste comme représenté clairement dans la fig, 5. L'élément rou- lant 13-14 est ainsi mis à même d'atteindre le point B sans dépenser toute l'énergie engendrée dans sa descente sur la déclivité 5,
Lorsque l'élément roulant 13-14 atteint le point B, l'ar- bre principal 9 a tourné et a atteint une position telle
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que la came double 37 entre en contact avec les tiges hori- zontales 38, ce qui a pour effet d'actionner les leviers d'embrayage 41.
Les deux embrayages à friction 29 sont ain si embrayés et les freins 4849 qui immobilisaient la pis- te sont desserrés,. La piste est ainsi rendue libre et;, sous Inaction du contrepoids 7, oscille sur ses pivots 3 jus- qu'à la position inclinée opposée représentée dans la fig. 6. L'oscillation de la piste de la façon décrite est rendue possible par le fait que le contrepoids 7 est plus lourd que le poids combiné de l'élément roulant et de la génératrice portée par lui. En d'autres termes, le poids de l'élément roulant et de la génératrice est ainsi sur- monté par le contrepoids 7 et l'excédent d'énergie poten- tielle produit l'oscillation de la pist@e.
Pour permettre de maintenir constante l'amplitude du mouvement oscillant de la piste, il est nécessaire de comnu- niquer à celle-ci une poussée supplémentaire pendant son mouvement d'oscillation afin qu'elle vienne occuper une po- sition inclinée équivalente à celle dont elle est partie et que le contrepoids 7 oscille d'arcs égaux de chaque cô- té de ltaxe vertical. Ceci est obtenu par la fermeture des embrayages à friction 29 simultanément avec le desserrage des freins, ce qui a pour effet que l'arbre principal 9 exerce une poussée par l'intermédiaire des pignons d'an- gle 24, 25, des embrayages à friction 29, des plateaux- manivelles 35 et des bielles 36.
Un des plateaux-manivelles 35 a pour effet de transmettre une impulsion dirigée vers le haut à l'une des extrémités de la piste tandis que l'au- tre exerce une traction dirigée vers le bas sur l'extrémi- té opposée de la piste.
Pendant le déverrouillage de la piste, l'énergie emma- gasinée dans le ressort de compression du dispositif amor- tisseur de droite 42 a pour effet qu'une poussée ascendante initiale est communiquée à l'une des extrémités de la piste dans le but d'accélérer le mouvement oscillant de la piste
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sous Inaction du contrepoids 7. Lorsque la piste atteint la position inclinée opposée, l'autre dispositif amortis- seur se trouve comprimé dans le but de communiquer une poussée à la piste dans le mouvement oscillant suivant.
Le mouvement oscillant de la piste sous Inaction du contrepoids 7 a pour effet de soulever Isolément roulant pesant 13-14, de sorte qu'il est ramené à son niveau ini- tial comme représenté dans la fig, 6, A ce montent, la came double 37 se dégage des tiges 38, ce qui a pour effet de dé- brayer les embrayages à friction 29 et de serrer les freins 48, 49 pour immobiliser la piste dans cette position incli- née. L'élément roulant 13-14 descend maintenant la décli- vité arrière 5 de la piste sous Inaction de la pesanteur et un cycle d'opérations analogue à celui précédemment dé- crit se trouve répété, la piste oscillant chaque fois que Isolément roulant atteint la partie inférieure de cette piste pour ramener ainsi Isolément roulant à son niveau initial.
Les embrayages 89 et les freins 48, 49 fonction- nent alternativement, ce qui communique la poussée néces- saire à la piste pendant ses périodes d'oscillation et l'immobilise dans les intervalles qui séparent les dites oscillations pendant que Isolément roulant roule sur la piste L'inertie du volant lourd 20 contribue à maintenir le mouvement de lappareil et à assurer un mouvement uni- forme,
Lorsque la piste oscille pour ramener Isolément rou- lant à sa position initiale,
la roulette 14 de cet élément est située sur une des sections mobiles 78 de la piste. La résistance de flottement qui pourrait être occasionnée par un mouvement longitudinal de la roulette contre la piste est ainsi empêchée en raison du fait que la section de pis- te coulisse vers l'extérieur en surmontant Inaction du ressort 82 qui agit ensuite de façon à ramener ladite sec- tion vers'l'intérieur jusqu'à la position normale lorsque la roulette est passée sur cette section,
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Tous les paliers supportant les divers arbres de l'ap- pareil sont de préférence du type à bille et des moyens sont prévus pour leur distribuer de l'huile de graissage automatiquement,, A cet effet,
une pompe de circulation d'hui- le 85 est supportée par le socle 1 de lappareil. Cette pompe est actionnée par un petit plateau-manivelle 86 porté par un des arbres 33 et est agencée pour puiser l'huile par un tuyau 87 dans un réservoir dalimentation 88 et la dis- tribuer aux divers paliers par des tuyaux de circulation 89.
Des moyens sont prévus pour ramener L'huile en excès des paliers par un tuyau 90 à un appareil de filtration conve- nable monté dans le réservoir dtalimentation dthuile,
Les connexions électriques avec la génératrice 16 sont effectuées à l'aide d'organes convenablement isolés (non re- présentés) qui détendent le long du bras radial 13 et de l'arbre principal 9 et sont reliés à des anneaux 91 montés sur un disque 92 porté par l'arbre principal, Trois balais 93 reposent sur les anneaux 91 pour recueillir le courante Deux de ces balais constituent les connexions positive et négative, tandis que l'autre établit la connexion avec ltenroulement de champ de la génératrice.
La mise en marche et l'arrêt de l'appareil sont régis par 1 installation électrique des fig. 11 et 12. Cette ins- tallation comprend une batterie d'accumulateurs 94 qui peut être disposée au-dessous du socle 1 (fig. 2).La batterie est reliée par un fil 95 à un interrupteur de mise en mar- che et d'arrêt à course double 96. Cet interrupteur est relié par un fil 97 à un interrupteur électromagnétique 98 qui est lui-même relié par un fil 99 au moteur de dé- marrage 23.
Ce moteur de démarrage est relié par un fil 100 à un interrupteur rotatif 101 monté sur ltarbre prinoi' pal 9, Ltinterrupteur 101 comprend un balai 102 agencé pour reposer sur un anneau 103 monté sur un disque rotatif 104 et muni de deux parties isolées courtes 105 (figo 11).
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Ces parties isolées sont disposées de façon à interrompre le contact lorsque 1'élément roulant a été élevé à sa po- sition la plus haute sur la piste. Le fil 100 est relié au balai 102, tandis que l'anneau 103 est relié par un fil 106 au pôle opposé de la batterie.
L'interrupteur de pisé en marche et d'arrêt 96 est aussi relié par un fil 107 à la bobine à basse tension 108 d'un relais à dpuble effet 109. L'antre extrémité de cet- te bobine est reliée par un fil 110 à une bobine 111 com- mandant le frein électromagnétique 75. De la bobine 111 part un fil de retour 112 aboutissant à la batterie. L'.au- tre bobine 113 du relais à double effet 109 est reliée par un fil 114 à l'interrupteur 96 et de là, par un fil 115, à l'un des côtés de la génératrice 16. L'autre côté de la bobine 113 est relié par un fil 116 à une seconde bobine 117 qui commande le frein électromagnétique 75. Un fil 118 va de l'autre extrémité de la bobine au côté opposé de la génératrice.
Les plots du relais 109 sont connectés par un fil 119 aux contacts de l'interrupteur électromagnétique 98.
La génératrice 16 est reliée par des fils 120 et 121 à un disjoncteur 122 du type ordinaire qui est lui-même re- lié à la batterie 94 par des fils 123 et 124 pour permettre de charger la batterie par la génératrice.
L'enroulement de champ 125 de la génératrice est relié par un fil 126 à une résistance de démarrage 127 convenable- ment commandée par le régulateur 63. Ce régulateur peut aussi commander un interrupteur 128 qui est relié en série avec une lampe indicatrice 129 servant à indiquer que la génératrice fonctionne correctement.
Lorsqu'on ferme l'interrupteur 96 pour mettre l'appa- reil en marche, le courant de la batterie 94 passe d'abprd par le fil 95, l'interrupteur 96 et le fil 107 à la bobine' 108 du relais à double effet 109, ce quia pour effet de
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fermer les contacts du relais, Le courant passe ensuite par le fil 110 à la bobine 111 du frein électromagnétique et de là, par le fil 1129 à la batterie. L'excitation de la bobine 111 a pour effet d'actionner le coulisseau en forme de coin 77 du frein électromagnétique 73, desserrant ainsi le frein en antagonisme à Inaction du ressort 76. le courant de la batterie passe aussi par les fils 95 et 97 à l'interrupteur électromagnétique 98, ce qui a pour effet de fermer les plots de cet interrupteur.
En raison de la fermeture desdits plots et de ceux du relais à double effet 109, un circuit se trouve établi par les fils 119 et 99 avec le moteur de démarrage qui fonctionne ainsi pour mettre 1?appareil en marche. Le moteur de démarrage continue à fonctionner jusqu'au moment où l'élément roulant 13-14 a atteint le niveau le plus haut de la piste et où la piste occupe une position inclinée correcte, les pièces étant alors disposées comme représenté dans la fig. 5. A cette position, le balai 102 vient toucher une des parties iso- lées 105 de l'anneau 103, ce qui interrompt le circuit du moteur de démarrage 23. Cette interruption a pour effet d'ouvrir l'interrupteur électromagnétique 98 et de couper ainsi le circuit aboutissant au moteur de démarrage par les fils 119 et 99.
Isolément roulant 13-14 de l'appareil commence mainte- nant à descendre sur la piste et actionne la génératrice 16. Le oourant de la génératrice passe par les fils 115, l'interrupteur 96 et le fil 114 à la seconde bobine à hau- te tension 113 du relais à double effet 109. ce qui a pour effet d'ouvrir les contacts de ce relais pour déconnecter le moteur de démarrage. Le courant passe aussi par le fil 116 à la seconde bobine 117 du frein électromagnétique, ce frein étant ainsi maintenu desserré pendant que l'ap- pareil fonctionne. L'autre bobine à basse tension 111 du
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frein électromagnétique est mise hors d'action simultané- ment par l'action du relais 109.
Pendant la mise en marche de la génératrice, le cou- rant inducteur est réglé par la résistance de démarrage 127 commandée par le régulateur 63. La batterie est char- @ gée par la génératrice par l'intermédiaire du disjoncteur 122.
On arrête l'appareil en ouvrant l'interrupteur 96, ce qui coupe le courant passant dans la bobine 117. Le frein électromagnétique est ainsi mis en action automa- tiquement par son ressort 76.
L'interrupteur de mise en marche et d'arrêt 96 peut être commandé par deux boutons 130 et 131 (fig. 12). Un voltamètre convenable 132 et un ampèremètre convenable 133 peuvent être prévus sur le circuit de la génératrice*
Le mode de réalisation représenté dans les fig. 13 à 16 est sensiblement analogue à celui précédemment décrit excepté que le contrepoids 7 est remplacé par deux roues pesantes rotatives 134 et 135 servant à faire osciller la piste autour de ses pivots. Ce type d'appareil est prin- oipalement destiné à être employé comme machine motrice pour actionner directement diverses machines. Par consé- quent, la génératrice électrique n'est pas prévue et un poids 136 est monté sur le bras radial 13 en remplacement de cette génératrice pour fournir le poids nécessaire.
Une poulie de transmission 137 est aussi prévue, cette poulie étant calée sur l'extrémité inférieure de l'arbre principal 9 au-dessous du volant 20.
Les roues pesantes 134 et 135 sont disposées de part et/d'autre de l'arbre principal 9, à angle droit par rap- port à l'axe des pivots de l'appareil,comme représenté dans le, fig. 14. Chaque roue pesante est montée rigidement sur un arbre horizontal distinct 138 monté de façon à pou- voir tourner dans des paliers 139 fixés au socle 1 de
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l'appareil. Un pignon d'angle 140 est calé sur l'extrémi- té interne de chacun des arbres horizontaux 138 et en- grène à des intervalles désirés avec une grande roue à denture conique interrompue 141 montée sur l'arbre prin- cipal 9, de préférence au-dessus du pignon d'angle 24 (voir fig. 13).
Un levier 142 est supporté de façon pivotante, à l'u- ne de ses extrémités,) sur chacun des arbres horizontaux
138, près de la roue pesante, son extrémité opposée étant reliée de façon pivotante à la partie inférieure de la piste par une bielle réglable 143. Un des leviers 142 est relié à l'un des côtés de la piste, tandis que l'autre est relié au côté opposé (figo 14).
Chaque roue pesante comprend deux flasques 144 calée rigidement sur l'arbre horizontal 138 et fixés l'un à l'au- tre à l'écartement désiré par des entretoises 1450 Deux poids équilibreurs 146 et 147 sont montés dans l'espace compris entre les flasques 144 et sont munis de galets anti-friction 148 destinés à rouler sur des rails 149 fixés à ces flasques.
Les poids équilibreurs sont montés sur des tiges 150 sur lesquelles ils peuvent coulisser entre le centre de la roue et sa jante, des butées 151 étant prévues sur lesdites tiges pour limiter le mouvement desdits poids, Chaque poids est muni de deux ressorts amortisseurs 152 entourant la tige 150 et agencés pour entrer en contact avec les butées 151 de façon à réduire au minimun les chocs et le bruit qui se produisent à Inachèvement des mouvements coulissants des poidso
Chacune des roues pesantes 134 et 135 est munie de deux galets de poussée 153 disposés diamétralement l'un par rapport à l'autre et montés de façon à pouvoir tour- ner sur la jante de la roue, de préférence sur des axes 154 supportés par des pattes 1550 Ces galets sont des,
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tinés à exercer alternativement une poudsée sur le levier adjacent 142 dans le but de communiquer une poussée à la piste pour la faire osciller autour de ses pivots.
Sur chaque levier 142 est monté de façon pivotante un aliquet équilibré court 156 agencé pour être aotionnné alternativement par les galets de poussée 153 pendant la rotation de la roue.
Le aliquet 156 est maintenu dans une position horizontale rigide et propre à recevoir les galets de poussée par l'entrée en prise d'un loquet à crochet 157 avec la partie extrême interne 158 de ce cliquet (voir les lignes pointillées à droite de fig. 13). Il existe deux de ces loquets 157 qui pivotent sur les rayons 159 de la roue, près des galets de poussée correspondants 153.
Les loquets 157 sont actionnés par une came double 160 qui est fixée à l'un des paliers 139 ou est autrement montée à poste fixe. La came 160 actionne un levier 161 pivotant sur un des rayons 159 et portant un galet 162 qui est en contact avec la périphérie de la came. Le le- vier 161 est supporté approximativement en son milieu et ses extrémités opposées sont reliées par des biellettes réglables 163 aux deux loquets 157. Un ressort à boudin 164 relie un des rayons de la roue au levier 161 et sert à ramener automatiquement les loquets 157 à la position de verrouillage normale après qu'ils ont été actionnés à l'aide de la came 160.
Les deux roues pesantes 134 et 135 tournent dans des sens opposés et entrent alternativement en action pour faire osciller la piste d'un coté à l'autre. Fig. 15 représente la position de la roue 134 la plus rapprochée de l'observateur et fig. 16 représente la position cor- respondante de la roue opposée,-- 135. La roue 134 occupe .la position voulue pour faire osciller la piste, le poids équilibreur 146 étant placé près de sa jante tandis que le poids ''équilibreur 147 est placé au centre de la roue*
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Un des galets de poussée 153 est en contact aveo le cli- quet 156 du levier 142 et ce cliquet est verrouillé ri- gidement par un des loquets 157.
Le poids externe 146 exerce une pression considéra- ble dirigée vers le bas et tendant à faire tourner la roue dans le sens de la flèche 165 cette pression étant appliquée au levier 142 par l'entremise du galet de pous - sée 153 et du cliquet 1560 Lorsque la piste est déverrouil- lée par le desserrage des freins 48, 49 sous l'influence de la case double 37 comme précédemment décrit, la pres- sion exercée sur le levier 142 par la roue pesante a pour effet qu'une poussée dirigée vers le bas se trouve exer- cée sur la piste, ce qui fait osciller celle-ci autour de ses pivots 3. La roue 134 tourne ainsi dans le sens de la flèche 165.
Pendant ce mouvement et vers l'achèvement du mouvement oscillant de la piste, le levier 161 est action- né par la came 160, ce qui a pour effet de faire pivoter le loquet 157 pour déverrouiller le cliquet 156. Ce elle quel est ainsi rendu libre de pivoter autour de son axe en permettant au galet de poussée 153 qui exerçait une pression sur ce cliquet de s'en dégager. La roue 134 est ainsi débrayée du levier 142 et est libre de continuer sa rotation.
Pendant le mouvement du poids équilibreur externe 146 vers le bas qui résulte de la rotation de la roue, l'autre poids 147, situé au centre de la roue, s'élève. L'énergie nécessaire pour soulever ce poids est beaucoup plus fai- ble que celle engendrée par la descente du poids 146, ceci résultant de la différence des bras de levier duc aux distances relatives séparant les deux poids de l'axe de la roue.
Lorsque le poids 147 a été élevé à une position si- tuée un peu plus haut que le centre de la roue, ses galets 149 sont légèrement inclinés vers le bas et le poids est ainsi contraint à rouler automatiquement sur ses rails
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jusqu'à une position voisine de la jante de la roue. En même temps, le poids 146, qui est maintenant arrivé au cote opposé de la roue, est contraint à rouler sur ses rails vers l'intérieur jusqu'à un point voisin du centre de la roue. Les positions des deux poids équilibreurs sont maintenant l'inverse de celles de fig, 15, et le poids 147 entre en action pour exercer une poussée sur le levier 142 en vue de produire l'oscillation suivante de la piste.
Les roues pesantes 134 et 135 tournent dans des sens opposés et l'une d'elles est agencée pour faire osciller la piste dans un des sens tandis que l'autre est agencée pour la faire osciller dans l'autre sens. Les deux poids équilibreurs 146 et 147 entrent en action alternativement pour faire osciller la piste et, pendant un tour de cha- que roue, cette roue effectue deux oscillations de la piste dans le même sens.
Lorsque la roue pesante a été débrayée du levier 142 pour faire osciller la piste et que cette roue continue à tourner pour soulever le poids 147, la denture partiel- le de la roue d'angle 141 entre en prise avec le pignon 140, une poussée étant ainsi communiquée à la roue pesan- te par l'arbre principal 9. Cette poussée ou accélération contribue à soulever le poids 147 à une position située au-dessus du centre de la roue de telle sorte qu'il peut rouler vers l'extérieur sur ses rails et venir près de la jante de la roue.
Les pivots 3 de la piste oscillante 4 peuvent être construits de façon qu'on puisse les régler horizontale- ment dans le but d'équilibrer la piste. Ceci s'obtient à l'aide du dispositif représenté dans les fig. 34, 35 et 36 et dans lequel les pivots 3 sont montés dans des sup- ports 166 et 167. Le support supérieur 166 coulisse dans des glissières 168 prévues à la partie inférieure de la piste tandis que le support.inférieur 167 coulisse dans .J'o/¯/J ?'
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des glissières 169 prévues dans les extrémités supérieures des montants 2.
Une des extrémités du pivot 3 est prolongée et munie d'une rbue dentée 170 engrenant avec une crémaillère 171 fi@ée au montant 2. A l'aide d'une manivelle 172 fixée à l'extrémité du pivot,, on peut faire tourner ce pivot de telle sorte que sa roue dentée 170 se meut sur la crémail- lère 171 et fait ansi coulisser les supports 166 et 167 horizontalement dans leurs glissières 168 et 169. On peut ainsi régler la position horizontale du pivot 3 par rap- port à la piste et à d'autres parties de l'appareil. Dans certains cas, un dispositif peut être prévu pour régler verticalement les pivots 3 de façon que la piste puisse être correctement mise de niveau.
Ce dispositif peut être du genre de celui représenté dans les fig. 37 et 38, com- posé de vis 173 engagée de bas en haut à travers la par- tie supérieure des montants 2 et entrant en prûse avec la face de dessous d'un support 174 supportant le pivot 3.
En faisant tourner les vis 173 on élève ou abaisse le pi- vot 3 de la façon requise,, des contre-écrous 175 permettant de verrouiller les pièces dans la position de réglage dé- sirée. Pour guider le support 174 pendant son réglage ver- tical, on a prévu à la partie inférieure de ce support une patte de guidage 176 coulissant dans une creusure con- venable méhagée dans l'extrémité supérieure du montant 2.
Au lieu de munir la piste de deux sections soulis- santes 78, on peut établir l'élément roulant soit comme représenté dans les fig. 27, 28 et 29, soit comme repré- senté dans les fige 30 et 31. Dans la première de ces constructions, le bras radial 13 est relié à l'arbre prin- cipal 9 de telle manière quil peut coulisser suivant sa longueur en plus de son mouvement de pivotemento Dans cette
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disposition, le bras radial 13 présente à son extrémité interne des fentes 177 dans lesquelles coulissent des coussinets 178 dans lesquels tourillonne le pivot du bras radial.
Deux paires de ressort a boudin 179 sont, dispo- sées de part et d'autre des coussinets 178. Chaque res- sort est assujetti par une de ses extrémités à un oeil 180 du coussinet et par son .autre extrémité, de façon réglable, à une patte 181'prévue sur le coté du bras ra- dial.
Pendant le mouvement oscillant de la piste, le bras radial peut coulisser librement sur les coussinets 178 comme représenté dans la fige 29 et s'adapter ainsi au mouvement de la piste sans être soumis à la résistance de frottement qu'occasionnerait un mouvement axial de la roulette 14 contre la piste. Les ressorts à boudin 179 ramènent le bras radial à sa position normale pendant le mouvement de la roue 14 autour de la piste après que cel- le-ci a oscillé.
Comme représenté dans les fige 30 et 31, la roulette 14 est montée pour coulisser sur une broche carrée 182 assujettie à l'extrémité du bras radial 13 et sur laquelle elle peut se mouvoir librement pour s'adapter pendant l'oscillation de la piste. Des billes ou galets anti-fric- tion 183 peuvent être prévus dans le moyeu 184 de la rou- lette 14 pour faciliter le glissement de la roulette sur la broche carrée 182.
Si on le désire, une rainure 185 (fig. 30) peut ê- tre ménagée sur la face supérieure de la piste pour gui- der la roulette 14 pendant son mouvement autour de la piste.
Dans la variante de fig. 32, on a prévu une commande à friction en remplacement des roues d'angle 31 et 32 pour actionner les plateaux-manivelles 35. Un plateau 186 est calé sur l'arbre 28 et actionne une roue à friction 187
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montée sur l'arbre 133 des plateaux-manivelles, La roue
187 est de préférende montée pour coulisser sur l'arbre
33 de façon qu'on puisse régler sa position par rapport à la périphérie du plateau 186 dans le but de régler la vitesse à laquelle tourne le plateau manivelle. Les pla- teaux-manivelles 35 sont reliés à la piste par les biel- lette, 36 comme précédemment décrit.
Au lieu du plateau-manivelle 35, on peut employer une poulie à gorge 188 et un câble 189 (fige 33) pour communiquer une poussée à la piste pendant son mouvement oscillant. Une des extrémités du câble est reliée à demeu- re à la poulie 188, l'autre étant reliée à la partie, in- férieure de la piste.
Dans le mole de réalisation représenté dans les fige 17, 18 et 19, la piste 4 est stationnaire et deux roues pesantes rotatives 190 et 191 sont prévues pour aider l'é- lément roulant 13-14 à gravir les rampes 6 de la piste La piste est supportée par les montants 2 ainsi que par des bras de support latéraux 192 fixés à la charpente 12 (fige 19).
Les montants 2 et les bras de support latéraux 192 peuvent être munis de vis de réglage 193 (figo 39 et 40) entrant en prise avec la face de dessous de la piste pour permettre de régler cette piste en hauteur de la façon dé- sirable. Ces vis sont munies de contre-écrous 194 permet- tant de fixer rigidement la piste dans sa position réglée.
Les roues pesantes 190 et 191 sont disposées de part et d'autre de l'arbre principal 9, de la même façon que dans la construction décrite au sujet des fige 13 et 14, et chacune d'elles est montée rigidement sur un arbre horizontal 195 monté dans des paliers 196. L'extrémité interne de chacun desarbres 195 est munie d'une roue d'angle 197 engrenant avec un petit pigno Sangle à den= ture pattielle 198 calé rigidement sur l'arbre principal 9.
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Chacun des arbres 195 est aussi muni d'un pignon d'angle 199 qui engrêne avec un couronne à denture par- tielle 200 montée, sur l'arbre principal 9, Les engrena- ges 197-198 et 199-200 sont agencés pour entrer en action alternativement, les premiers communiquant une poussée de l'arbre principal aux roues pesantes pour les aider à re- venir à leurs positions, et les seconds communiquant une poussée des roues pesantes à l'arbre principal 9 pour ai- der l'élément roulant à gravir les rampes 6 de la piste*
Chacune des roues pesantes est construite.- comme re- présenté .dans les fig. 20 à 23 et comprend deux flasques 201 reliés entre eux par des pièces d'espacement 202.
Deux poids équilibreurs 203 et 204 sont montés dans l'espace compris entre les flasques et sont munis de galets anti- friction 205 agencés pour rouler sur des rails 206 fixés à la roue.. Les poids équilibreurs peuvent coulisser sur des barres 207 entre le centre et la jante de la roue, des butées convenables 208 et 209 étant prévues pour limiter leur mouvement. Chacune des butées externes 209 est munie d'un ressort à boudin 210 agencé pour entrer en prise avec le poids correspondant lorsque ce poids se meut vers l'ex- térieur, bers la jante de la roue, .
Les poids équilibreurs sont reliés entre eux par deux biellettes 211 de telle manière que lorsque l'un. d'eux est situé près de la jante de la roue, l'autre est situé près du centre de la roue.
Deux cliquets 212 et 213 sont montés de façon pivo- tante sur la périphérie de chaque roue pesante dans des positions diamétralement opposées et chacun d'eux est mu- ni d'un bras denté 214 destiné à être actionné par une dent 215 du poids équilibreur correspondant. Chaque cliquet est aussi muni d'un bras 216 qui s'étend vers l'extérieur à partir de la périphérie de la, roue et est agencé pour tre
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actionné par un organe déclancheur 217 fixé à une partie fixe de l'appareil. Un ressort 218 ramène le eliquet à sa position normale après qu'il a été actionné par l'organe déclencheur 2170
Dans le fonctionnement du mode de réalisation des fig.
17 à 23, l'élément roulant pesant 1314 descend les déclivi- tés 5 de la piste sous linfluenoe de la pesanteur, et la force vive ainsi produite, secondée par l'inertie du volant 20 et par une poussée produite par les roues pesantes 203 et 204 comme précédemment décrite a pour effet de faire mon- ter ledit élément sur la rampe 6 de la piste.
Les deux roues fonctionnent alternativement, de sorte que pendant que l'u- ne aide 1''élément roulant 13-14, 1?autre revient à sa posi- tion potentielle,
Lorsque l'élément roulant commence à gravir une des ram- pes 6 de la piste, une des roues pesantes occupe la position de fig. 20.Un des poids équilibreurs (203) est placé près de la jante de la roue, tandis que lautre (204) est placé au centre de la roue. Le poids externe 203 est maintenu en po- sition par l'entrée en prise de la dent 215 avec le bras den- té 214 de son cliquet 2120 Ce poids exerce une pression con- sidérable dirigée vers le bas et tendant à faire tourner la roue dans le sens de la flèche 219.
Pendant cette rotation, les engrenages 199-200 entrent en prise et une poussée est ainsi transmise de la roue pesants à l'arbre principal 9.
Cette poussée, secondée par la force vive de l'élément rou- tant et par 1 inertie du volant 20. a pour effet de faire monter l'élément roulant sur la rampe 6 de la piste. Lors- que Isolement roulant a gravi la rampe- 6, les engrenages 199- 200 se désengrènent et l'élément roulant commence la desoen- te de la déclivité 5.
Pendant le mouvement de descente de la roue pesante sous
Inaction du poids externe 203, le poids interne 204 s'élè- ve, l'énergie requise dans cette action étant moindre que celle engendrée par la descente du poids 203 en raison de
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la différence des distances qui séparent les deux poids du centre de la roue,
Lorsque le poids descendant 203 arrive sur le côté op-. posé de la roue, le cliquet 212 entre en prise avec ltor- gane déclencheur 217 qui l'actionne. Le bras denté 214 de ce cliquet se dégage par suite de la dent 215 du poids. Ce- lui-ci, ainsi mis en liberté', est repoussé vers l'intérieur sous l'action du ressort 210.
Lorsque le poids arrive à une position située légèrement au-dessus du centre de la roue, les guides 206 sont inclinée vers le bas et ce poids est ainsi amené à coulisser automatiquement vers l'intérieur jusqu'à une position voisine du centre de la roue. L'autre poids 204 a maintenant été amené à une position située au-* dessus du centre de la roue et coulisse vers l'extérieur jusqu'à la jante: où il entre en prise avec le bras denté 214 du cliquet correspondant. Ce poids exerce maintenant une pression dirigée vers le bas qui provoque la continuation de la rotation de la roue et une suite d'opérations analo- gues à celles précédemment décrites.
Le mouvement des poids vers la jante de la roue pour effet de comprimer les ressorts à boudin 210 et ltênergie accumulée dans ces ressorts est utilisée pour seconder le mouvement des poids vers l'intérieur ou vers le centre de la roue.
Pendant la période pendant laquelle les poids équili- breurs 203 et 204 se meuvent le long des guides 206, les engrenages 197 et 198 entrent en prise et une poussée est ainsi transmise de l'arbre principal 9 à la roue pesante. pour contribuer à maintenir la rotation de cette roue, Pendant la période pendant laquelle cette poussée est ainsi appli- quée, l'élément roulant 13-14 descend la déclivité 5 de la piste et une énergie considérable est ainsi rendue disponi- ble pour contribuer à faire tourner la roue pesante.
Pour.empêcher les pièces de s'écarter des positions re-
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latives correspondantes ou de synchronisation lorsque l'ap- pareil est arrêté ou mis en marche, des roues d'angle 220 sont montées pour coulisser sur les arbres 195 de façon quelles puissent entrer en prise avec une couronne à den- ture conique 221, Chaque roue 220 est actionnée par un le- vier 222 muni dune extrémité fourchue 223 engagée dans une gorge circulaire 224 ménagée sur le moyeu de la roue litez- trémité opposée du levier 222 est reliée par une biellette
225 à un solénoïde 226 ou autre dispositif de commande élec- trique relié à l'appareil de mise en marche et d'arrêt élec- trique.
Le fonctionnement du adénoïde a pour effet de faire mouvoir les pignons 220 pour les amener en prise avec la couronne 221, ce qui relie à demeure les roues dtéquilibra- ge à l'arbre principal, de sorte que toutes les pièces mo- biles sont maintenues dans des positions relatives correc- tes. lorsqu'on fait fonctionner le moteur de démarrage pour mettre l'appareil en mouvement,, les engrenages 220 et 221 mettent les roues d'équilibrage en mouvement, Lorsque l'ap- pareil a démarré convenablement, on manoeuvre le solénoide pour libérer les leviers 222, les pignons 220 se dégageant alors de la couronne 221 sous faction de ressorts à bou- din 227.
Les fig. 24, 25 et 26 représentent une autre construc- tion de la roue pesante destinée à être appliquée avec l'ap- pareil des fige 17 à 19 en remplacement du type de roue pe- sante des fig. 20 à 23. Cette roue ne comporte qu'un seul poids 228 qui est monté pour coulisser sur une barre 229 montée radialement entre le moyeu 230 et la jante 231 de la roue. Des ressorts à boudin 232 et 233 sont montés au- tour de la barre 229 près du moyeu et de la jante, respec- tivement, et sont destinés à entrer en contact avec les ex- trémités opposées du poids coulissant 2280
Le poids 228 est agencé pour être déplaoé vers l'exté-
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rieur le long de sa barre 229 par un ga.let 234 monté à l'u- ne des extrémités d'un levier 235 pivotant sur la roue.
L'au- tre extrémité de ce levier est reliée par une biellette 236 à un second levier 237 pivotant aussi sur la roue et por- tant à son extrémité interne un galet 238. Ce galet est en- gagé dans une rainure directrice de forme convenable 239 ménagée sur une came fixe 240 supportée par une partie fi- xe de l'appareil..
Pour décrire le fonetionnement de ce type de roue pesante on supposera que la roue occupe initialement la position représentée dans la fig. 24 et que le poids 228 est situé près du centre de la roue, comprimant ainsi le ressort 232. Le galet 238 du dispositif de contrôle est en prise aveo la partie inactive 242 de la rainure de ca- me. Lorsque la roue tourne dans le sens de la flèche 241, le galet 238 arrive sur la partie inclinée vers l'inté- rieur 243 de la rainure de oame et les leviers 235 et 237 sont actionnés pour provoquer le mouvement du poids 228 vers l'extérieur ou vers la jante de la roue, ce à quoi contribue la pression du ressort 232. Les pièces occupent maintenant la position de fig 25 et la force exercée vers le bas par le poids 228 a pour effet de faire tourner la roue jusqu'à la position de fig. 26.
Pendant cette pério- de, le ressort externe 233 est comprimé par Inaction du poids.
Pendant la rotatio. de la roue de le position de fig.
25 à¯celle de fig. 25, les engrenages 199-200 entrent en prise et une poussée est ainsi transmise de la roue pesan- te à l'arbre principal 9 pour aider l'élément roulant 13- 14 à gravir la rampe 6 de la piste,
Dans la continuation de la rotation de la rouet le poids 228 monte sur le côté opposé et la poussée est trans- mise-de l'arbre 9,à la roue par suite de l'engrènement des roues dentées 197, 198, ce qui a pour effet d'amener le '
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poids à une position située au-dessus du centre de la roue.
La barre 229 vient ainsi occuper une position inclinée vers le bas et le poids 228 coulisse vers l'intérieur jusqu'à une position voisine du moyeu de la roueL'éner- gie emmagasinée dans le ressort 233 contribue à assurer le mouvement coulissant du poids et lui communique ainsi une impulsion accélérée, Pendant cette action,, le galet 238 se meut sur la partie non inclinée 242 de la rainure de came. La roue atteint de nouveau la position de figo 24 et le cycle des opérations précédemment décrites est ré- pété.
Comme représenté dans les figo 41 et 42, deux ou plus de deux pistes comportant chacune un élément roulant dis- tinat peuvent être incorporées à l'appareil dans le but d'augmenter la force motrice disponible dans augmenter de façon appréciable les dimensions de l'appareil. Ces pistes sont de préférence disposées concentriquement comme repré- senté et leurs axes sont disposés à angle droit l'un par rapport à l'autre de façon qu'elles oscillent dans des sens opposés.
Chaque piste comporte des engrenages à plateaux- manivelles distincts ou d'autres dispositifs permettant de la faire osciller de la manière précédemment décrite
Les éléments roulants sont convenablement plaoés L'un par rapport à l'autre de façon à actionner l'arbre prin cipal 9 d'une manière sensiblement uniforme,,
Il est évident que diverses modifications peuvent être apportées aux modes de réalisation décrits sans s'é- carter de 3-'esprit de L'invention. Par exemple, dans la construction à piste oscillante,
différents dispositifs peuvent être prévus pour communiquer le mouvement oscillant à la piste etd'autres dispositifs peuvant être imaginés pour immobiliser la piste après chaque mouvement oscillant.
Des moteurs électriques ou d'autres dispositifs électro- mécaniques peuvent être prévus pour communiquer des poussées
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à la piste pendant son oscillation et des freins magnéti- ques convenables peuvent être prévus pour immobiliser la piste après chaque oscillation. Le . dispositif de démar- rage pourrait aussi être différent,
Dans le mode de réalisation comportant une piste fi- xe, un dispositif autre que les roues peaantes peut être prévu pour communiquer une poussée à l'arbre principal dans le but d'équilibrer la pesanteur agissant sur l'élé- ment roulant et à lui permettre ainsi de gravir les ram- pes de la piste.
REVENDICATIONS
1. Une machine motrice comprenant un élément qui est mis à même de descendre sous l'action de la pesanteur en vue de la production d'énergie et un dispositif associé à cet élément et servant à équilibrer la pesanteur qui s'e- xerce sur lui afin qu'il puisse être ramené à sa position initiale à l'aide d'une énergie qui est moindre que celle produite par sa descente,
2. Une machine motrice comprenant une piste fermée sur elle-même. un élément roulant agencé pour se mouvoir sur cette piste et pour engendrer de l'énergie dans sa descente sur ladite piste sous l'influence de la pesanteur et un dispositif pour équilibrer le poids de cet élément pendant que s'effectue son retour à son niveau initial.
3. Une machine motrice comprenant une piste fermée sur elle-même comportant une déclivité et une rampe, un é- lément roulant agencé pour se mouvoir sur cette piste et pour engendrer de l'énergie dans son mouvement de des- cente sur la déclivité de la piste et un dispositif pour équilibrer le poids de cet élément pendant que s'effectue son retour à son niveau initial.
**ATTENTION** fin du champ DESC peut contenir debut de CLMS **.
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Mr. Josef Karl RUDOLF
This invention relates to a prime mover the operation of which is governed by gravity. It essentially comprises an element which is able to descend under the inaction of gravity to produce energy and a device associated with said element and serving to balance the gravity exerted on this element so that it can be brought back to its initial position by means of an energy which is less than that produced by its descento
The apparatus essentially comprises a track closed on itself and comprising a slope and a ramp,
a rolling element arranged to roll on this track and to generate energy in the downward movement that it performs under the action of gravity on the gradient of
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.the track, and a device for balancing the weight of said element while it is brought back to its initial level.
The track may be mounted so as to be able to oscillate around pivots and the balancing device may consist of a counterweight mounted so as to cause said track to oscillate in order to bring the rolling element back to its initial height. can be provided to communicate a part of the energy generated by the descent of the Rolling Insulation to the track during its oscillating movement so as to maintain constant the amplitude of the oscillation, Alternatively, the track may be stationary, rotating weights being used to impart thrust to the rolling element and assist that element in climbing the ramp of the track,
In the accompanying drawings:
Fig. 1 is a plan view showing, by way of exem-
Ple, a complete driving machine established according to one of the embodiments of the invention and in which use is made of an oscillating track,
Fig. 2 is a side view.
Fig. 3 is an end view.
Pige 4 is a vertical section of the machine of FIG. 1 Fig. 5 and 6 are schematic views showing the Oscillating movement of the swivel track during machine operation.
Fig. 7 is a detail of one of the sliding sections provided in the track for the purpose which will be described later.
Fig. 8 and 9 are respectively a longitudinal section and a transverse section of FIG. 7.
Fig. 10 is a plan view of the braking mechanism of the machine,
Fig. 11 shows the electrical installation for starting, stopping and general control of the machine.
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China,
Fig. 12 is a diagram of the maneuvering table ,,
Fig. 13 is a vertical section showing another embodiment in which the oscillating movement of the track is effected by means of rotating heavy wheels
Fig, 14 is a plan view of fig. 13 and shows the arrangement of the heavy wheels and the driving links.
Fig. 15 is a detail showing the position of the heavy wheel which is closest to the observer in Fig. 14.
Fig, 16 is a similar view showing the corresponding position occupied by the weight wheel which is furthest away, 17 is a plan view of another embodiment in which the track is stationary, rotating heavy wheels being provided to help move the rolling element on the ramps of that track.
Fig. 18 and 19 are two vertical sections of the machine of FIG. 17 at right angles to each other,
Fig, 20 is a side view of one of the rotating weighing wheels of Figs, 17, 18 and 19
Fig. 21 is a plan view of fig 20.
Fig. 22 is a cross section along A-A (figt? 0) this
Fig. 23 is a longitudinal section through a plane passing through one of the weights of the rotating wheel *
Fig. 24, 25 and 26 show another type of rotating heavy wheel which can be applied with the apparatus of FIGS. 17, 18 and 19.
Fig. 27 and 28 are respectively a side view and a plan view showing another embodiment of the Rolling unit
Fig, 29 is a view similar to Fig, 27 showing the mode of action of the parts
Fig. 30 is a detail view showing another
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embodiment of the rolling element,
Fig. 31 is a section following B-B (fig. 30).
Fig. 32 is a sectional view showing a modified mechanism for imparting thrust to the oscillating track.
Fig. 33 shows a variant of FIG. 32.
Fig. 34, 35 and 36 show a device for adjusting the horizontal position of the pivots of the oscillating track with respect to other parts of the apparatus.
Fig. 37 and 38 show a device for vertically adjusting the pivots of the oscillating track.
Fig. 39 and 40 are detail views showing the device provided for vertically adjusting the fixed track *
Fig. 41 is a plan view showing a type of apparatus having two concentric tracks.
Fig. 42 is a perspeotive view of FIG. 41.
The prime mover, a complete embodiment of which is shown in FIGS. 1 to 12 is mainly intended to operate an electric generator for the production of electric current. However, it can be applied with slight modifications for other uses.
Reference will first be made to FIGS. 1 to 10, In these figures, 1 designates a frame or foundation of suitable construction on which are mounted two uprights 2 supporting pivots 3. The pivots 3 pivotally support a track closed on itself 4 preferably having the linear shape shown in FIG. 1. These pivots 3 are diametrically opposed and the track is balanced on them so that it can oscillate freely on said pivots.
The track is provided with two slopes 5 and two ramps 6. Each slope comprises approximately both. third of half of the circumference of the track, while each ramp includes the remaining third. The ramps are thus approximately twice as steep as
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the slopes ,.
A counterweight 7 is suspended from track 4 and is supported by this track by means of two or more curved bars 8 which are suitably attached at their opposite ends to the lower part of the track ( fig. 2 and 3). This counterweight is designed to behave like a pendulum and produce the desired oscillating movement of the track on its pivots 3.
A main shaft 9 is arranged vertically and centrally inside the track 4 and journals at its lower end in a orapaudine 10 mounted on the base 1. The upper end of this main shaft is mounted so as to be able to turn. in a bearing 11 supported by a frame or superstructure 12. A radial arm 13 is connected by its internal end to the main shaft 9 or to a member carried by this shaft in such a way that it constantly participates in the rotational movement said shaft while being able to pivot up and down. At its outer end, this arm supports a wheel or caster 14 mounted loose and arranged to roll on the upper surface of the track, this caster preferably being provided with a suitable elastic rim 15.
The radial arm 13 is loaded with an appropriate weight so that a considerable force of gravity is exerted on it. When the apparatus is used to produce electric current, the necessary weight can be provided by taking into account the electric generator. directly on this radial arm 13, as indicated at 16 in fig. 2.
This generator is preferably actuated by means of a toothed wheel 17 fixed to the roller 14 and meshing with a pinion 18 mounted on the shaft 19 of the generator. It is essential that the weight of the radial arm 13 and of the parts carried by this arm be less than the weight of the counterweight 7, so that the latter can produce the desired oscillating movement of the track and thus return the Roller Insulation to its initial position
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after each downward movement,
The lower end of the main shaft 9 supports a flywheel 20 which is provided with a toothing 21 arranged to mesh with a small pinion 22 wedged on the shaft of a small electric starter motor 23 mounted on the base. 1.
A bevel gear 24 is rigidly wedged on the main shaft 9 and meshes with two opposing angle pinions 25 mounted on separate horizontal shafts 26. These shafts are supported by bearings 27 fixed to the base 1 and are capable of to be coupled by suitable friction clutches 29 (fig. 2) with shafts 28 situated in their extension. The shafts 28 are located horizontally with the shafts. 86 and are supported by bearings 30 also mounted on the base 1. The outer end of each of the shafts 28 carries an angle wheel 31 which meshes with a wheel of. angle 32 mounted on a short shaft 33. This shaft 33 is supported by a support arm 34 and is provided with a crank plate 35.
The two crank plates 35 are connected by adjustable connecting rods 36 to the lower part of the track 4 and are arranged to receive an intermittent rotational movement via the friction clutches 29 so as to exert thrusts on the. opposite sides of the track in order to maintain constant the amplitude of the oscillating movement of this track under the action of the counterweight 7.
The friction clutches 29 are controlled by a double cam 37 mounted on the main shaft 9 and arranged to actuate horizontal bars 38 occupying opposite positions. The bars 38 slide in guides 39 and their inner ends are kept in contact with the cam 37 by coil springs 40. The bars
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outer ends of these bars are connected to clutch levers 41 which effect the closing of the friction clutches 29 (figo 2).
To accelerate the oscillating movement of track 4 under the action of the counterweight 7, two shock-absorbing springs
42 can be placed on either side of the track's pivot axis. Each of these devices comprises a vertical cylinder 43 pivotally supported by the frame 12 and containing a compression spring 44 which supports a damper plate or piston 45. A vertical rod 46 is pivotally connected at its upper end to the shaft. lower part of track 4, its lower end freely passing through cylinder 43 and damper plate 45.
A pressing member 47 fixed to the rod 46 is arranged to come into contact with the piston 45 so as to compress the spring 44 when the track is about to reach the end of each oscillating movement. A small amount of energy is thus stored in the spring 44 and this energy communicates to the track an initial upward thrust at the start of its next oscillating movement.
A braking mechanism is provided to immobilize track 4 for a short period of time upon completion of each oscillating movement.
This mechanism comprises two separate brakes arranged on either side of the pivot axis of the track and each comprising a brake drum 48 wedged on the crank plate 33 and brake shoes 49 of an appropriate type, stressed. to the clamping position by springs and pivotally supported by the frame 12.
The brakes are arranged to be actuated in synchronism with the operation of the friction clutches 29, so that when one of the clutches closes the adjacent brake is released.
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Each brake is controlled by a control lever 50 mounted on a swing shaft 51 and provided with a forked upper end 52 which engages with the movable part 53 of the adjacent friction clutch 29.
A lever 54 descending from the oscillating shaft 51 is pivotally connected by an adjustable link 55 to the lower end of a lever 56 mounted on a second shaft 57 which is supported in suitable bearings mounted. on the base 1.
The upper end of the lever 56 is connected to a conical slide 58 mounted on the end of a rod
59 sliding in a support arm 60, A spring 61 surrounding the rod 59 tends to return the conical slide to its normal position. The tapered slide 58 is engaged between anti-friction rollers 62 mounted on the ends of the spring shoes 49 of the brake.
When the clutch levers 41 are actuated by the movement of the bars 38 by the double cam 37, the friction clutches 29 close, which has the effect of imparting a thrust to the track via the crank plates. 35. Simultaneously with the closing of each clutch, the tapered slide 58 of the brake mechanism is actuated by its transmission and acts to move the brake shoes 49 apart and thereby release the brake.
As soon as the clutch is disengaged again by the action of its lever 41, the conical slide 58 is returned to its normal position by the spring 61 and the brake shoes engage with their clamping surfaces under the action of their springs and thus immobilize the track after each oscillating movement.
A speed regulator 63 is mounted on the vertical shaft 9 and is arranged to automatically apply a spring brake 64 when the speed of the main shaft.
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oipal 9 and radial arm tends to become excessive. For this purpose, a lever 65 pivotally mounted in a support arm 66 is connected by one of its ends to the sliding sleeve 67 of the regulator. The opposite end of the lever is connected to the upper end of a vertical rod 68 which is provided with a wedge-shaped slider 69 at its lower end. This slider is guided by a slider 70 and operates with a roller 71 mounted at the bottom. end of the pivoting brake shoe 72.
The brake 72 is biased towards a position in which it rubs against a brake drum 73 mounted on the main shaft, by a suitable coil spring 74 (see fig, 10).
In the event that the speed of the mainshaft 9 tends to become excessive, the raising action of the governor bush 67 would have the effect of disengaging the wedge-shaped slide 69 from the roller 71. , allowing the spring 74 to apply the brake.
Near the brake 64 controlled by the regulator is a second brake 75 which is also intended to engage with the drum 73 under the action of a coil spring 76. This brake 75 is constructed in the same way as the brake 64 and is actuated by an ooin-shaped slide 77. This brake however serves to stop the apparatus and is preferably controlled by an electromagnetic device which will be described later.
Track 4 has two sliding sections 78 which are diametrically opposed and serve the purpose of reducing the friction exerted against the roller 14 of the rolling element when the track oscillates. Each of these sections comprises a plate 79 adapted to the curvature of the track and housed in a recess 80 in which it is mounted on balls 81 so that it can slide freely outward and in one direction.
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radial under the pressure exerted by the roller 14 during the oscillating movement of the track.
The movable plate
79 is automatically returned to its normal position after the passage of the roller 14 by coil springs 82 mounted on rods 83 carried by the movable plate Each of the rods slides in a guide 84 integral with the track (fig. 7, 8 and 9).
In order to describe the operation of the present apparatus, it will be assumed that track 4 initially occupies the inclined position of FIG. 5. Consequently, the counterweight 7 is placed to the left of the central vertical line of the same and thus has a potential energy of position. The friction clutches 29 are disengaged and the brakes 48, 49 are applied. The entire track is thus immobilized in the inclined position. The spring 44 of the right damper device 42 is compressed.
The rolling element 13-14 is initially placed at the high point A of the track and is thus caused to descend the adjacent slope 5 of the track under the action of gravity. In this movement, the heavy rolling element develops considerable kinetic energy which actuates the generator 16 through its gear and also rotates the main shaft 9. Going down the slope 5, Rolling insulation acquires a considerable live force which, aided by the inertia of the flywheel 20, causes said element to rise on the following ramp 6 of the track up to position B which is diametrically opposite to the starting point A.
Ramp 6 is much less steep than deci-. speed 5, this resulting from the inclined position of the track as clearly shown in fig, 5. The rolling element 13-14 is thus enabled to reach point B without expending all the energy generated in its descent on slope 5,
When the rolling element 13-14 reaches point B, the main shaft 9 has rotated and reached a position such
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that the double cam 37 comes into contact with the horizontal rods 38, which has the effect of actuating the clutch levers 41.
The two friction clutches 29 are thus engaged and the brakes 4849 which immobilized the track are released. The track is thus made free and, under Inaction of the counterweight 7, oscillates on its pivots 3 up to the opposite inclined position shown in FIG. 6. The oscillation of the track in the manner described is made possible by the fact that the counterweight 7 is heavier than the combined weight of the rolling element and the generator carried by it. In other words, the weight of the rolling element and of the generator is thus overcome by the counterweight 7 and the excess potential energy produces the oscillation of the piston.
To make it possible to maintain constant the amplitude of the oscillating movement of the track, it is necessary to communicate to the latter an additional thrust during its oscillating movement so that it comes to occupy an inclined position equivalent to that of which it is gone and that the counterweight 7 oscillates in equal arcs on each side of the vertical axis. This is achieved by closing the friction clutches 29 simultaneously with the release of the brakes, which causes the main shaft 9 to exert a thrust through the angular gears 24, 25, of the spring clutches. friction 29, crank plates 35 and connecting rods 36.
One of the crank plates 35 has the effect of transmitting an upward impulse to one end of the track while the other exerts a downward pull on the opposite end of the track. .
While unlocking the track, the energy stored in the compression spring of the right shock absorber 42 causes an initial upward thrust to be imparted to one end of the track for the purpose of '' accelerate the oscillating movement of the track
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Under Counterweight Inaction 7. When the track reaches the opposite inclined position, the other damping device is compressed for the purpose of imparting thrust to the track in the next oscillating motion.
The oscillating movement of the track under Inaction of the counterweight 7 has the effect of raising the rolling element weighing 13-14, so that it is brought back to its initial level as shown in fig, 6, At this rise, the cam double 37 is released from the rods 38, which has the effect of disengaging the friction clutches 29 and of applying the brakes 48, 49 to immobilize the track in this inclined position. The rolling element 13-14 now descends the rear declivity 5 of the track under the inaction of gravity and a cycle of operations analogous to that previously described is repeated, the track oscillating each time the rolling element reaches the lower part of this track to bring Isolation Rolling back to its initial level.
The clutches 89 and the brakes 48, 49 operate alternately, which communicates the necessary thrust to the track during its periods of oscillation and immobilizes it in the intervals which separate the said oscillations while the rolling unit is rolling on the track. track The inertia of the heavy flywheel 20 helps to maintain the movement of the apparatus and to ensure uniform movement,
When the track oscillates to return the Rolling Isolator to its initial position,
the wheel 14 of this element is located on one of the movable sections 78 of the track. Floating resistance which might be caused by longitudinal movement of the caster against the track is thus prevented due to the fact that the track section slides outward overcoming the inaction of the spring 82 which then acts to return said section inward to the normal position when the caster is passed over this section,
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All the bearings supporting the various shafts of the apparatus are preferably of the ball type and means are provided for distributing lubricating oil to them automatically.
an oil circulation pump 85 is supported by the base 1 of the apparatus. This pump is actuated by a small crank plate 86 carried by one of the shafts 33 and is arranged to draw the oil through a pipe 87 from a supply tank 88 and distribute it to the various bearings through circulation pipes 89.
Means are provided for returning the excess oil from the bearings through a pipe 90 to a suitable filter apparatus mounted in the oil supply tank,
The electrical connections with the generator 16 are made by means of suitably insulated members (not shown) which relax along the radial arm 13 and the main shaft 9 and are connected to rings 91 mounted on a disc. 92 carried by the main shaft, Three brushes 93 rest on the rings 91 to collect the current Two of these brushes constitute the positive and negative connections, while the other establishes the connection with the field winding of the generator.
The starting and stopping of the appliance are governed by the electrical installation of fig. 11 and 12. This installation comprises an accumulator battery 94 which can be placed below the base 1 (fig. 2). The battery is connected by a wire 95 to an on and off switch. Double stroke stopper 96. This switch is connected by a wire 97 to an electromagnetic switch 98 which is itself connected by a wire 99 to the starter motor 23.
This starter motor is connected by a wire 100 to a rotary switch 101 mounted on the main shaft 9, the switch 101 comprises a brush 102 arranged to rest on a ring 103 mounted on a rotating disc 104 and provided with two short insulated parts 105 (figo 11).
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These isolated parts are arranged so as to break off contact when the rolling element has been raised to its highest position on the track. The wire 100 is connected to the brush 102, while the ring 103 is connected by a wire 106 to the opposite pole of the battery.
The rammed earth switch on and off 96 is also connected by a wire 107 to the low voltage coil 108 of a dpuble effect relay 109. The other end of this coil is connected by a wire 110. to a coil 111 controlling the electromagnetic brake 75. From the coil 111 leaves a return wire 112 leading to the battery. The other coil 113 of the double-acting relay 109 is connected by a wire 114 to the switch 96 and from there, by a wire 115, to one side of the generator 16. The other side of the generator. coil 113 is connected by wire 116 to a second coil 117 which controls electromagnetic brake 75. Wire 118 runs from the other end of the coil to the opposite side of the generator.
The pads of relay 109 are connected by a wire 119 to the contacts of electromagnetic switch 98.
The generator 16 is connected by wires 120 and 121 to a circuit breaker 122 of the ordinary type which is itself connected to the battery 94 by wires 123 and 124 to allow the battery to be charged by the generator.
The field winding 125 of the generator is connected by wire 126 to a start resistor 127 suitably controlled by regulator 63. This regulator may also control a switch 128 which is connected in series with an indicator lamp 129 for use in. indicate that the generator is working properly.
When switch 96 is closed to turn on the apparatus, current from battery 94 flows from abprd through lead 95, switch 96 and lead 107 to coil 108 of the dual relay. effect 109, which has the effect of
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close the relay contacts. The current then flows through wire 110 to coil 111 of the electromagnetic brake and from there through wire 1129 to the battery. The energization of the coil 111 has the effect of actuating the wedge-shaped slider 77 of the electromagnetic brake 73, thus releasing the brake in antagonism to Inaction of the spring 76. The battery current also passes through the wires 95 and 97. to the electromagnetic switch 98, which has the effect of closing the pads of this switch.
Due to the closing of said pads and those of the double-acting relay 109, a circuit is established by the wires 119 and 99 with the starter motor which thus operates to start the apparatus. The starter motor continues to operate until the moment when the rolling element 13-14 has reached the highest level of the track and the track occupies a correct inclined position, the parts then being arranged as shown in fig. 5. In this position, the brush 102 touches one of the isolated parts 105 of the ring 103, which interrupts the circuit of the starter motor 23. This interruption has the effect of opening the electromagnetic switch 98 and of thus cut the circuit leading to the starter motor via wires 119 and 99.
Rolling insulation 13-14 of the apparatus now begins to descend on the track and operates generator 16. The current of the generator passes through wires 115, switch 96 and wire 114 to the second high coil. the voltage 113 of the double-acting relay 109. which has the effect of opening the contacts of this relay to disconnect the starter motor. Current also passes through wire 116 to second coil 117 of the electromagnetic brake, this brake thus being kept released while the apparatus is operating. The other low voltage coil 111 of the
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The electromagnetic brake is deactivated simultaneously by the action of relay 109.
While the generator is in operation, the field current is regulated by the starting resistor 127 controlled by the regulator 63. The battery is charged by the generator through the circuit breaker 122.
The apparatus is stopped by opening the switch 96, which cuts off the current flowing in the coil 117. The electromagnetic brake is thus put into action automatically by its spring 76.
The on and off switch 96 can be controlled by two buttons 130 and 131 (fig. 12). A suitable voltameter 132 and a suitable ammeter 133 may be provided on the generator circuit *
The embodiment shown in FIGS. 13 to 16 is substantially similar to that previously described except that the counterweight 7 is replaced by two rotating heavy wheels 134 and 135 serving to oscillate the track around its pivots. This type of apparatus is mainly intended for use as a prime mover for directly operating various machines. Therefore, the electric generator is not provided and a weight 136 is mounted on the radial arm 13 as a replacement for this generator to provide the necessary weight.
A transmission pulley 137 is also provided, this pulley being wedged on the lower end of the main shaft 9 below the flywheel 20.
The heavy wheels 134 and 135 are arranged on either side of the main shaft 9, at right angles to the axis of the pivots of the apparatus, as shown in FIG. 14. Each heavy wheel is rigidly mounted on a separate horizontal shaft 138 mounted so as to be able to rotate in bearings 139 attached to the base 1 of
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the device. An angle pinion 140 is wedged on the inner end of each of the horizontal shafts 138 and meshes at desired intervals with a large interrupted bevel gear 141 mounted on the main shaft 9, preferably. above the angle pinion 24 (see fig. 13).
A lever 142 is pivotally supported at one of its ends,) on each of the horizontal shafts.
138, near the heavy wheel, its opposite end being pivotally connected to the lower part of the track by an adjustable connecting rod 143. One of the levers 142 is connected to one side of the track, while the other is connected to the opposite side (figo 14).
Each heavy wheel comprises two flanges 144 fixed rigidly on the horizontal shaft 138 and fixed one to the other at the desired spacing by spacers 1450 Two balancing weights 146 and 147 are mounted in the space between the flanges 144 and are provided with anti-friction rollers 148 intended to run on rails 149 fixed to these flanges.
The balancing weights are mounted on rods 150 on which they can slide between the center of the wheel and its rim, stops 151 being provided on said rods to limit the movement of said weights. Each weight is provided with two damping springs 152 surrounding the rod 150 and arranged to come into contact with the stops 151 so as to reduce to a minimum the shocks and the noise which occur at the end of the sliding movements of the weights
Each of the heavy wheels 134 and 135 is provided with two thrust rollers 153 arranged diametrically with respect to each other and mounted so as to be able to turn on the rim of the wheel, preferably on axles 154 supported by legs 1550 These rollers are,
-
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tines to alternately exert a force on the adjacent lever 142 in order to impart a thrust to the track to make it oscillate around its pivots.
On each lever 142 is pivotally mounted a short balanced aliquet 156 arranged to be alternately supported by the thrust rollers 153 during the rotation of the wheel.
The aliquet 156 is held in a rigid horizontal position suitable for receiving the thrust rollers by the entry into engagement of a hook latch 157 with the internal end part 158 of this pawl (see the dotted lines to the right of FIG. 13). There are two such latches 157 which pivot on the spokes 159 of the wheel, near the corresponding thrust rollers 153.
The latches 157 are actuated by a double cam 160 which is attached to one of the bearings 139 or is otherwise fixedly mounted. The cam 160 actuates a lever 161 pivoting on one of the spokes 159 and carrying a roller 162 which is in contact with the periphery of the cam. The lever 161 is supported approximately in the middle and its opposite ends are connected by adjustable links 163 to the two latches 157. A coil spring 164 connects one of the spokes of the wheel to the lever 161 and serves to automatically return the latches 157 to the normal locked position after they have been actuated using cam 160.
The two heavy wheels 134 and 135 rotate in opposite directions and come into action alternately to oscillate the track from one side to the other. Fig. 15 shows the position of the wheel 134 closest to the observer and FIG. 16 shows the corresponding position of the opposite wheel, - 135. The wheel 134 occupies the desired position to oscillate the track, the balancer weight 146 being placed near its rim while the balancer weight 147 is placed. in the center of the wheel *
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One of the thrust rollers 153 is in contact with the pawl 156 of the lever 142 and this pawl is firmly locked by one of the latches 157.
The external weight 146 exerts a considerable downward pressure tending to rotate the wheel in the direction of arrow 165, this pressure being applied to the lever 142 through the thrust roller 153 and the pawl 1560. When the track is unlocked by releasing the brakes 48, 49 under the influence of the double box 37 as previously described, the pressure exerted on the lever 142 by the heavy wheel has the effect of a thrust directed towards the bottom is exerted on the track, which causes the latter to oscillate around its pivots 3. The wheel 134 thus turns in the direction of the arrow 165.
During this movement and towards the completion of the oscillating movement of the track, the lever 161 is actuated by the cam 160, which has the effect of rotating the latch 157 to unlock the pawl 156. This is what is done in this way. free to pivot about its axis, allowing the thrust roller 153 which exerted pressure on this pawl to disengage therefrom. The wheel 134 is thus disengaged from the lever 142 and is free to continue its rotation.
During the downward movement of the external balancer weight 146 resulting from the rotation of the wheel, the other weight 147, located in the center of the wheel, rises. The energy required to lift this weight is much lower than that generated by lowering weight 146, resulting from the difference in the lever arms at the relative distances separating the two weights from the wheel axle.
When the weight 147 has been raised to a position a little higher than the center of the wheel, its rollers 149 are tilted slightly downwards and the weight is thus forced to roll automatically on its rails.
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to a position close to the rim of the wheel. At the same time, the weight 146, which has now arrived at the opposite side of the wheel, is forced to roll on its rails inwardly to a point near the center of the wheel. The positions of the two balancing weights are now the reverse of those of fig, 15, and the weight 147 comes into action to exert a thrust on the lever 142 in order to produce the next oscillation of the track.
The heavy wheels 134 and 135 rotate in opposite directions and one of them is arranged to oscillate the track in one direction while the other is arranged to make it oscillate in the other direction. The two balancing weights 146 and 147 come into action alternately to cause the track to oscillate and, during one revolution of each wheel, this wheel performs two oscillations of the track in the same direction.
When the heavy wheel has been disengaged from lever 142 to oscillate the track and this wheel continues to rotate to lift the weight 147, the partial toothing of the angle wheel 141 engages the pinion 140, a push being thus communicated to the weight wheel by the main shaft 9. This thrust or acceleration helps to lift the weight 147 to a position above the center of the wheel so that it can roll outward. on its rails and come close to the rim of the wheel.
The pivots 3 of the oscillating track 4 may be so constructed that they can be adjusted horizontally for the purpose of balancing the track. This is obtained with the aid of the device shown in fig. 34, 35 and 36 and in which the pivots 3 are mounted in supports 166 and 167. The upper support 166 slides in slides 168 provided at the lower part of the track while the lower support 167 slides in .J 'o / ¯ / J?'
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slides 169 provided in the upper ends of the uprights 2.
One end of the pivot 3 is extended and provided with a toothed rbue 170 meshing with a rack 171 fi @ ed to the upright 2. Using a crank 172 fixed to the end of the pivot, it is possible to rotate this pivot so that its toothed wheel 170 moves on the rack 171 and causes the supports 166 and 167 to slide horizontally in their guides 168 and 169. The horizontal position of the pivot 3 can thus be adjusted with respect to the track and other parts of the aircraft. In some cases, a device may be provided for vertically adjusting the pivots 3 so that the track can be properly leveled.
This device may be of the type shown in FIGS. 37 and 38, composed of screws 173 engaged from bottom to top through the upper part of the uprights 2 and entering into contact with the underside of a support 174 supporting the pivot 3.
Turning the screws 173 raises or lowers the pin 3 as required, locknuts 175 allowing the parts to be locked in the desired adjustment position. To guide the support 174 during its vertical adjustment, a guide tab 176 is provided in the lower part of this support which slides in a suitable recess in the upper end of the upright 2.
Instead of providing the track with two lifting sections 78, the rolling element can be established either as shown in figs. 27, 28 and 29, or as shown in figs 30 and 31. In the first of these constructions, the radial arm 13 is connected to the main shaft 9 in such a way that it can slide along its length in addition. of its pivoting movement o In this
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In arrangement, the radial arm 13 has at its internal end slots 177 in which slide bearings 178 in which the pivot of the radial arm pivots.
Two pairs of coil springs 179 are arranged on either side of the bearings 178. Each spring is secured by one of its ends to an eye 180 of the bearing and by its other end in an adjustable manner. to a tab 181 'provided on the side of the radial arm.
During the oscillating movement of the track, the radial arm can slide freely on the bearings 178 as shown in fig 29 and thus adapt to the movement of the track without being subjected to the frictional resistance that an axial movement of the track would cause. roulette 14 against the track. Coil springs 179 return the radial arm to its normal position during movement of wheel 14 around the track after the track has oscillated.
As shown in Figs 30 and 31, the caster 14 is mounted to slide on a square spindle 182 secured to the end of the radial arm 13 and on which it can move freely to adapt during the oscillation of the track. Anti-friction balls or rollers 183 may be provided in hub 184 of caster 14 to facilitate sliding of the caster on square spindle 182.
If desired, a groove 185 (Fig. 30) can be provided on the upper face of the track to guide the wheel 14 as it moves around the track.
In the variant of fig. 32, a friction control is provided to replace the angle wheels 31 and 32 to actuate the crank plates 35. A plate 186 is wedged on the shaft 28 and actuates a friction wheel 187
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mounted on the shaft 133 of the crank plates, The wheel
187 is preferably mounted to slide on the shaft
33 so that its position can be adjusted with respect to the periphery of the plate 186 in order to adjust the speed at which the crank plate rotates. The crank plates 35 are connected to the track by the rods 36 as previously described.
Instead of the crank plate 35, a grooved pulley 188 and a cable 189 (pin 33) can be employed to impart thrust to the track during its oscillating motion. One end of the cable is permanently connected to pulley 188, the other being connected to the lower part of the track.
In the mole of embodiment shown in figs 17, 18 and 19, the track 4 is stationary and two rotating heavy wheels 190 and 191 are provided to help the rolling element 13-14 to climb the ramps 6 of the track La track is supported by the uprights 2 as well as by lateral support arms 192 fixed to the frame 12 (pin 19).
The uprights 2 and the side support arms 192 may be provided with adjustment screws 193 (fig. 39 and 40) engaging the underside of the track to allow this track to be adjusted in height as desired. These screws are provided with locknuts 194 allowing the track to be rigidly fixed in its adjusted position.
The heavy wheels 190 and 191 are arranged on either side of the main shaft 9, in the same way as in the construction described with regard to the pins 13 and 14, and each of them is mounted rigidly on a horizontal shaft. 195 mounted in bearings 196. The inner end of each of the shafts 195 is provided with an angle wheel 197 meshing with a small pinion Strap with pattielle den = ture 198 rigidly wedged on the main shaft 9.
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Each of the shafts 195 is also provided with an angle pinion 199 which meshes with a partially toothed ring gear 200 mounted on the main shaft 9. The meshes 197-198 and 199-200 are arranged to enter in action alternately, the former communicating a thrust from the main shaft to the heavy wheels to help them return to their positions, and the latter communicating a thrust from the heavy wheels to the main shaft 9 to aid the element. rolling to climb ramps 6 of the track *
Each of the heavy wheels is constructed as shown in figs. 20 to 23 and comprises two flanges 201 interconnected by spacers 202.
Two balancing weights 203 and 204 are mounted in the space between the flanges and are provided with anti-friction rollers 205 arranged to run on rails 206 fixed to the wheel. The balancing weights can slide on bars 207 between the center and the rim of the wheel, suitable stops 208 and 209 being provided to limit their movement. Each of the external stops 209 is provided with a coil spring 210 arranged to engage with the corresponding weight when this weight moves outward, bers the rim of the wheel,.
The balancing weights are interconnected by two rods 211 so that when one. of them is located near the rim of the wheel, the other is located near the center of the wheel.
Two pawls 212 and 213 are pivotally mounted on the periphery of each heavy wheel in diametrically opposed positions and each of them is provided with a toothed arm 214 intended to be actuated by a tooth 215 of the balancing weight. corresponding. Each pawl is also provided with an arm 216 which extends outwardly from the periphery of the wheel and is arranged to be
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actuated by a trigger member 217 fixed to a fixed part of the device. A spring 218 returns the eliquet to its normal position after it has been actuated by the trigger member 2170
In the operation of the embodiment of Figs.
17 to 23, the heavy rolling element 1314 descends the slopes 5 of the track under the influence of gravity, and the living force thus produced, aided by the inertia of the flywheel 20 and by a thrust produced by the heavy wheels 203 and 204 as previously described has the effect of causing said element to rise on ramp 6 of the track.
The two wheels operate alternately, so that while one assists rolling element 13-14, the other returns to its potential position,
When the rolling element begins to climb one of the rams 6 of the track, one of the heavy wheels occupies the position of fig. 20.One of the balancing weights (203) is placed near the rim of the wheel, while the other (204) is placed in the center of the wheel. The external weight 203 is held in position by the entry into engagement of the tooth 215 with the toothed arm 214 of its pawl 2120 This weight exerts a considerable pressure directed downwards and tending to make the wheel turn. in the direction of the arrow 219.
During this rotation, the gears 199-200 engage and a thrust is thus transmitted from the heavy wheel to the main shaft 9.
This thrust, aided by the live force of the rolling element and by the inertia of the flywheel 20. has the effect of causing the rolling element to rise on the ramp 6 of the track. When Rolling Isolation has climbed ramp 6, gears 199-200 disengage and the rolling element begins to descend from grade 5.
During the descent movement of the heavy wheel under
Inaction of the external weight 203, the internal weight 204 rises, the energy required in this action being less than that generated by the descent of the weight 203 due to
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the difference in the distances that separate the two weights from the center of the wheel,
When the descending weight 203 comes to the op- side. posed of the wheel, the pawl 212 engages with the trigger member 217 which actuates it. The toothed arm 214 of this pawl is released as a result of the tooth 215 of the weight. The latter, thus released ', is pushed inwards under the action of the spring 210.
When the weight arrives at a position slightly above the center of the wheel, the guides 206 are inclined downwards and this weight is thus caused to slide automatically inward to a position close to the center of the wheel. . The other weight 204 has now been brought to a position above the center of the wheel and slides outward to the rim: where it engages with the toothed arm 214 of the corresponding pawl. This weight now exerts a pressure directed downwards which causes the continuation of the rotation of the wheel and a series of operations analogous to those previously described.
The movement of the weights towards the rim of the wheel acts to compress the coil springs 210 and the energy accumulated in these springs is used to assist the movement of the weights inward or toward the center of the wheel.
During the period that the balancing weights 203 and 204 are moving along the guides 206, the gears 197 and 198 engage and a thrust is thus transmitted from the main shaft 9 to the weight wheel. In order to help maintain the rotation of this wheel. During the period in which this thrust is so applied, the rolling element 13-14 descends the slope 5 of the track and considerable energy is thus made available to aid in spin the heavy wheel.
To prevent parts from deviating from the re-
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lations or synchronization when the apparatus is stopped or started, angle wheels 220 are mounted to slide on the shafts 195 so that they can engage with a bevel toothed crown 221. wheel 220 is actuated by a lever 222 provided with a forked end 223 engaged in a circular groove 224 formed on the hub of the wheel the opposite end of the lever 222 is connected by a connecting rod
225 to a solenoid 226 or other electrical control device connected to the electrical on and off apparatus.
The operation of the adenoid causes the pinions 220 to move into engagement with the ring gear 221, which permanently connects the balancing wheels to the main shaft, so that all moving parts are maintained. in correct relative positions. when the starter motor is operated to set the apparatus in motion, the gears 220 and 221 set the balance wheels in motion, When the apparatus has started properly, the solenoid is operated to release the levers 222, the pinions 220 then disengaging from the crown 221 under the faction of coil springs 227.
Figs. 24, 25 and 26 show another construction of the heavy wheel intended to be applied with the apparatus of figs 17 to 19 as a replacement for the type of weighing wheel of figs. 20 to 23. This wheel has only one weight 228 which is mounted to slide on a bar 229 mounted radially between the hub 230 and the rim 231 of the wheel. Coil springs 232 and 233 are mounted around bar 229 near the hub and rim, respectively, and are intended to contact the opposite ends of the sliding weight 2280
The weight 228 is arranged to be moved outward.
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laughing along its bar 229 by a ga.let 234 mounted at one of the ends of a lever 235 pivoting on the wheel.
The other end of this lever is connected by a link 236 to a second lever 237 also pivoting on the wheel and carrying at its internal end a roller 238. This roller is engaged in a guide groove of suitable shape. 239 provided on a fixed cam 240 supported by a fixed part of the device.
To describe the operation of this type of heavy wheel, it will be assumed that the wheel initially occupies the position shown in fig. 24 and that the weight 228 is located near the center of the wheel, thereby compressing the spring 232. The roller 238 of the control device engages the inactive part 242 of the cam groove. As the wheel rotates in the direction of arrow 241, roller 238 arrives at the inward sloping portion 243 of the throat groove and levers 235 and 237 are actuated to cause weight 228 to move toward it. outside or towards the rim of the wheel, to which the pressure of the spring 232. The parts now occupy the position of fig 25 and the downward force exerted by the weight 228 has the effect of turning the wheel up to the position of fig. 26.
During this period, the outer spring 233 is compressed by the inaction of the weight.
During the rotatio. of the wheel in the position of fig.
25 of fig. 25, the gears 199-200 engage and a thrust is thus transmitted from the heavy wheel to the main shaft 9 to help the rolling element 13-14 to climb the ramp 6 of the track,
As the impeller continues to rotate, the weight 228 rises on the opposite side and the thrust is transmitted from the shaft 9 to the wheel as a result of the meshing of the toothed wheels 197, 198, which has the effect of bringing the '
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weight at a position above the center of the wheel.
The bar 229 thus comes to occupy a downwardly inclined position and the weight 228 slides inwardly to a position close to the hub of the wheel. The energy stored in the spring 233 contributes to ensuring the sliding movement of the weight and thus communicates to it an accelerated pulse, During this action, the roller 238 moves on the non-inclined part 242 of the cam groove. The wheel again reaches the position of fig. 24 and the cycle of the operations described above is repeated.
As shown in Figs 41 and 42, two or more tracks each having a separate rolling element may be incorporated into the apparatus for the purpose of increasing the motive force available without appreciably increasing the dimensions of the machine. apparatus. These tracks are preferably arranged concentrically as shown and their axes are arranged at right angles to each other so that they oscillate in opposite directions.
Each track has separate crank-plate gears or other devices allowing it to oscillate in the manner previously described.
The rolling elements are suitably plaoés relative to each other so as to actuate the main shaft 9 in a substantially uniform manner ,,
It is evident that various modifications can be made to the embodiments described without departing from the spirit of the invention. For example, in oscillating track construction,
different devices can be provided to communicate the oscillating movement to the track and other devices can be imagined to immobilize the track after each oscillating movement.
Electric motors or other electro-mechanical devices may be provided to communicate thrusts.
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to the track during its oscillation and suitable magnetic brakes may be provided to immobilize the track after each oscillation. The . starting device could also be different,
In the embodiment comprising a fixed track, a device other than the foot wheels may be provided to impart a thrust to the main shaft for the purpose of balancing the gravity acting on the rolling element and on it. thus allow to climb the ramps of the track.
CLAIMS
1. A prime mover comprising an element which is able to descend under the action of gravity for the production of energy and a device associated with this element and serving to balance the gravity which is exerted on it. him so that he can be brought back to his initial position using an energy which is less than that produced by his descent,
2. A prime mover comprising a track closed on itself. a rolling element arranged to move on this track and to generate energy in its descent on said track under the influence of gravity and a device for balancing the weight of this element while it returns to its level initial.
3. A motive power machine comprising a track closed on itself comprising a slope and a ramp, a rolling element arranged to move on this track and to generate energy in its downward movement on the slope of the track. the track and a device to balance the weight of this element while it returns to its initial level.
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