replica eliostato
- eliostato
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Re: replica eliostato
Le mie ipotesi sul regolatore:
In 3d:
Considerando anche il meccanismo esterno che permette di regolare anticipo e posticipo:
Notare come ci sia un ingranaggio "nascosto" dietro a tutto l'accrocco, quindi non visibile nei disegni, ma che si può intravedere in certe immagini, e il cui movimento viene trasmesso a tutto il meccanismo in alto, per l'esattezza alla ruota D tramite il gruppo E-K.
Praticamente quindi il regolatore ha come uscita il pignoncino visibile in primo piano, che ingrana con la grossa ruota (anche questa da 200 denti come quelle del meccanismo sopra) dell' "anticipatore", chiamiamolo così; tramite una barra esterna si può regolare l'anticipo e posticipo, e il risultato finale va al pignone nascosto dietro.
In 3d:
Considerando anche il meccanismo esterno che permette di regolare anticipo e posticipo:
Notare come ci sia un ingranaggio "nascosto" dietro a tutto l'accrocco, quindi non visibile nei disegni, ma che si può intravedere in certe immagini, e il cui movimento viene trasmesso a tutto il meccanismo in alto, per l'esattezza alla ruota D tramite il gruppo E-K.
Praticamente quindi il regolatore ha come uscita il pignoncino visibile in primo piano, che ingrana con la grossa ruota (anche questa da 200 denti come quelle del meccanismo sopra) dell' "anticipatore", chiamiamolo così; tramite una barra esterna si può regolare l'anticipo e posticipo, e il risultato finale va al pignone nascosto dietro.
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Re: replica eliostato
Non posso che complimentarmi con Luca per l'approfondita disamina e per avermi tolto qualche dubbio (...non tutti )
Non ho capito il funzionamento del "meccanismo esterno che permette di regolare anticipo e posticipo", anche perchè mi sfugge cosa intendi per anticipo e posticipo: forse il ritardo e l'anticipo con il quale funziona il meccanismo isocrono ( alla fin fine un orologio) che fa muovere tutto il meccanismo?
Io avrei pensato di valutare come "meccanismo isocrono" proprio un orologio con pendolo dal quale fuoriesce un asse che fa 1 giro in 24 ore. Direi che è una soluzione, per semplificare le cose già abbastanza complesse, che non dovrebbe essere scartata.
Pur mostrando apprezzamento per gli sforzi di Luca nel provare a costruire l'eliostato ricorrendo al legno alla stampante 3D , io continuo con la sua realizzazione (...almeno ci provo... ) in ottone. Peraltro sono certo che i suoi esperimenti saranno di fondamentale aiuto per capire i dettagli del funzionamento di questo bellissimo strumento.
Cordialità.
Carlo
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- eliostato
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Re: replica eliostato
La faccenda dell'anticipo è parecchio complicata, scriverò un lungo post apposta,, ma la cosa importante è che mi sono reso conto che il regolatore non può fare un giro ogni 24 ore, perché il suo pignone di uscita ingrana con la ruota da 200 denti del meccanismo inferiore di anticipo, e questo meccanismo va a pilotare la ruota a1 sopra, che a sua volta ingrana con l'ingranaggio superiore da 200 denti. Quindi credo, rma devo fare bene i conti, che ci sia una riduzione di 1 a 400 fra regolatore sotto e asse orario sopra. E siccome è l'asse superiore a dover fare un giro in 24 ore (1440 minuti), il regolatore deve fare 400 giri in 1440 minuti, cioe 0.27777 rpm; ma c'è anche uno 0.9 da qualche parte, non ho ancora capito bene dove, e siccome 0.27777 x 0.9 fa esattamente 0.25, forse va a finire che il regolatore deve fare 0.25 rpm, 1 giro ogni 4 minuti.
Per adesso mi concentrerei sul meccanismo superiore; per regolatore e anticipatore vedremo...
Per adesso mi concentrerei sul meccanismo superiore; per regolatore e anticipatore vedremo...
- carlo
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Re: replica eliostato
Concordo al 100x100.....
Intanto io vado avanti.
Ho costruito il limitatore di spostamento dell'alidada
Per forare il braccio che ospita detto limitatore, onde evitarne la flessione sotto la pressione della punta da trapano, ho dovuto realizzare un solido sostegno:
dopo di che con una vite h fissato il limitatore in questione
Cordialità.
Carlo
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- eliostato
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Re: replica eliostato
Ho creato un thread apposito sui regolatori:
viewtopic.php?f=2&t=3627
Per quanto riguarda invece questo thread, una precisazione: Foucault chiama questo specifico apparecchio "siderostato" invece che "eliostato"; a quanto pare esistono tre tipi di apparecchi:
- eliostati
- siderostati
- cielostati
Sto ancora cercando di capire chi fa cosa.... Più o meno mi pare di aver capito che un tipo riflette l'immagine ma la ruota intorno al suo centro, un altro invece non la ruota, il terzo tipo boh?
viewtopic.php?f=2&t=3627
Per quanto riguarda invece questo thread, una precisazione: Foucault chiama questo specifico apparecchio "siderostato" invece che "eliostato"; a quanto pare esistono tre tipi di apparecchi:
- eliostati
- siderostati
- cielostati
Sto ancora cercando di capire chi fa cosa.... Più o meno mi pare di aver capito che un tipo riflette l'immagine ma la ruota intorno al suo centro, un altro invece non la ruota, il terzo tipo boh?
- eliostato
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Re: replica eliostato
Se ho capito come si fanno i calcoli con gli ingranaggi, e se questi calcoli li ho fatti bene, mi viene che tra la velocità Vr del regolatore e quella Vx' dell'asse orario superiore ci sarebbe questa relazione, ma non saprei proprio come riportare i numeri a qualcosa di ragionevole, quindi spero di aver sbagliato i calcoli:
Vx' = 0.000405 * R/k * Vr
R = denti del pignone di uscita del regolatore
k = denti della ruota K
Come abbiamo già visto, è fondamentale che l'asse XX' faccia un giro in 24 ore, cioè 1/1440 rpm (0.00069444 rpm) o 1 giro ogni 86400 secondi.
0.00069444 rpm = 0.000405 * R/k * Vr
Vr = 1.714677530864198 * k/R
1,714677530864198 vale circa 12/7
Questa sarebbe la catena complessiva di ingranaggi:
Vx' = 0.000405 * R/k * Vr
R = denti del pignone di uscita del regolatore
k = denti della ruota K
Come abbiamo già visto, è fondamentale che l'asse XX' faccia un giro in 24 ore, cioè 1/1440 rpm (0.00069444 rpm) o 1 giro ogni 86400 secondi.
0.00069444 rpm = 0.000405 * R/k * Vr
Vr = 1.714677530864198 * k/R
1,714677530864198 vale circa 12/7
Questa sarebbe la catena complessiva di ingranaggi:
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Re: replica eliostato
Per quanto riguarda la questione dell'anticipo, questo è il meccanismo inferiore:
Il meccanismo si basa sullo stesso principio degli ingranaggi satellite del meccanismo sopra, ma ci sono delle varianti:
- non ci sono le ruote a1 e A1: il movimento del regolatore viene ricevuto direttamente dalla ruota A (che forse conviene chiamare A' per non confonderla con quella sopra)
- la ruota finale B' non è libera, ma solidale con l'asse interno XX', al quale quindi imprime la sua velocità, che è pari a 0.9VA'
- il compito svolto da E nel meccanismo superiore, di ricevere le modifiche attuate dall'utente, qui viene svolto dalla ruota conica D
Finchè D rimane ferma (secondo Foucault basta l'attrito della manopola esterna, ma magari in realtà serve un fermo), si ha il funzionamento base, per cui B ha velocità pari a 0.9VA', ed è in sincrono il regolatore.
Quando si fa ruotare a mano D tramite la manopola, al movimento impresso dal regolatore si somma quello della manopola; quindi l'asse XX' girerà per qualche tempo un po' più lento o un po' più veloce rispetto alla velocità-base impressa dal regolatore, a seconda se l'operatore gira in senso orario o antiorario la manopola. Quando la manopola viene rilasciata, XX' torna in sincrono col regolatore.
Il meccanismo dovrebbe servire a regolare l' "angolo orario" dello strumento mentre è in movimento, senza doverlo fermare, cioè, in sostanza, a fare come si fa con gli orologi quando si rimette l'ora senza fermarli.
Qui c'è la mia traduzione (fatta con ChatGPT) della spiegazione del meccanismo trovata nel Trattato di cinematica di J.-B. Belanger:
https://github.com/jumpjack/heliostat/b ... emtique.md
Il meccanismo si basa sullo stesso principio degli ingranaggi satellite del meccanismo sopra, ma ci sono delle varianti:
- non ci sono le ruote a1 e A1: il movimento del regolatore viene ricevuto direttamente dalla ruota A (che forse conviene chiamare A' per non confonderla con quella sopra)
- la ruota finale B' non è libera, ma solidale con l'asse interno XX', al quale quindi imprime la sua velocità, che è pari a 0.9VA'
- il compito svolto da E nel meccanismo superiore, di ricevere le modifiche attuate dall'utente, qui viene svolto dalla ruota conica D
Finchè D rimane ferma (secondo Foucault basta l'attrito della manopola esterna, ma magari in realtà serve un fermo), si ha il funzionamento base, per cui B ha velocità pari a 0.9VA', ed è in sincrono il regolatore.
Quando si fa ruotare a mano D tramite la manopola, al movimento impresso dal regolatore si somma quello della manopola; quindi l'asse XX' girerà per qualche tempo un po' più lento o un po' più veloce rispetto alla velocità-base impressa dal regolatore, a seconda se l'operatore gira in senso orario o antiorario la manopola. Quando la manopola viene rilasciata, XX' torna in sincrono col regolatore.
Il meccanismo dovrebbe servire a regolare l' "angolo orario" dello strumento mentre è in movimento, senza doverlo fermare, cioè, in sostanza, a fare come si fa con gli orologi quando si rimette l'ora senza fermarli.
Qui c'è la mia traduzione (fatta con ChatGPT) della spiegazione del meccanismo trovata nel Trattato di cinematica di J.-B. Belanger:
https://github.com/jumpjack/heliostat/b ... emtique.md
- Belphegorologiaio
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Re: replica eliostato
Caro Carlo, con la parola accròcco, vicina semanticamente all’ambaradan che hai utilizzato l’altro giorno, ci dai la prova una volta di più, che sei non solo un maestro della meccanica ma anche del vocabolario italiano. Spero che questo progetto veda la luce in poco tempo, è magnifico e molto originale.
- carlo
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Re: replica eliostato
Luca,
l'unica considerazione che mi viene spontanea è questa....
Credo che si potrebbe provare a semplificare le cose eliminando ( solo provvisoriamente per tenerne conto più avanti) tutti gli orpelli e immaginare lo strumento nella sua essenza primaria...dopo di che, una volta che si è riusciti a capire gli elementi di base che regolano il funzionamento dello strumento si potranno aggiungere tutte le complicazioni che sono proprie delle correzioni necessarie per eliminare ogni tipo di errore ...almeno credo! Cosa ne pensi
Direi di non considerare il regolatore sincrono con l'autoregolatore di giri ed immaginare di sostituirlo con un orologio : io mi sto apprestando a terminare il meccanismo superiore e sarebbe interessante capire come esso sia collegato al regolatore.
vedendo questo disegno
non pensi che al momento si potrebbe immaginare di "eliminarlo" e considerare unicamente un "treno di ingranaggi" che vada direttamente dal regolatore al meccanismo superiore.... ovvero: regolatore-ruota 200 denti- coppia conica-vite senza fine-meccanismo superiore....
poi si penserà ad apportare le modifiche per ricreare l'insieme di ruote come nel disegno....
Cordialità.
Carlo
l'unica considerazione che mi viene spontanea è questa....
Credo che si potrebbe provare a semplificare le cose eliminando ( solo provvisoriamente per tenerne conto più avanti) tutti gli orpelli e immaginare lo strumento nella sua essenza primaria...dopo di che, una volta che si è riusciti a capire gli elementi di base che regolano il funzionamento dello strumento si potranno aggiungere tutte le complicazioni che sono proprie delle correzioni necessarie per eliminare ogni tipo di errore ...almeno credo! Cosa ne pensi
Direi di non considerare il regolatore sincrono con l'autoregolatore di giri ed immaginare di sostituirlo con un orologio : io mi sto apprestando a terminare il meccanismo superiore e sarebbe interessante capire come esso sia collegato al regolatore.
vedendo questo disegno
non pensi che al momento si potrebbe immaginare di "eliminarlo" e considerare unicamente un "treno di ingranaggi" che vada direttamente dal regolatore al meccanismo superiore.... ovvero: regolatore-ruota 200 denti- coppia conica-vite senza fine-meccanismo superiore....
poi si penserà ad apportare le modifiche per ricreare l'insieme di ruote come nel disegno....
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- eliostato
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Re: replica eliostato
sì, conviene sicuramente andare per gradi: prima di tutto vedere se davvero nell'arco della giornata lo specchio riflette il sole sempre nello stesso punto, senza nessuna regolazione "in corsa", quindi nessuna manopola esterna, solo un meccanisno che fa girare A1 una volta ogni 24 ore.
Poi si vedrà.
io l'ho fatta ancora più semplice: ho tolto tutti gli ingranaggi, e lasciato solo l'asse orario a pilotare lo specchio.
Ma non funzionava.
Dopo un mese di prove mi sono reso conto che il timer da 24 ore che avevo montato in cima all'asse girava in senso orario, ma per funzionare deve girare in senso antiorario...
Dovrò aggiungere una ruota di inversione, ma questo rende molto più complicato il mio accrocco fatto con due tavolette in croce...
Poi si vedrà.
io l'ho fatta ancora più semplice: ho tolto tutti gli ingranaggi, e lasciato solo l'asse orario a pilotare lo specchio.
Ma non funzionava.
Dopo un mese di prove mi sono reso conto che il timer da 24 ore che avevo montato in cima all'asse girava in senso orario, ma per funzionare deve girare in senso antiorario...
Dovrò aggiungere una ruota di inversione, ma questo rende molto più complicato il mio accrocco fatto con due tavolette in croce...
- sobas66
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Re: replica eliostato
Non è cosa da poco conto.....
Ciao
Leonardo diceva: "L'esperienza è il nome che si dà ai propri sbagli."
"Condividere la propria conoscenza è un modo per raggiungere l'immortalità" Dalai Lama
- carlo
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Re: replica eliostato
Luca, ho letto le tue considerazioni circa le dimensioni dello strumento, ma osservando questo disegno
...dall'aspetto dei tre piedini utilizzati per livellare lo strumento, direi che esso è più uno di laboratorio, uno la cui altezza non dovrebbe superare i 40-50 centimetri...concordi?
Sempre nello stesso disegno, la manovella con due bracci ( che in altri disegni non compare... )sembra dare conferma, essendo la sua operatività manuale, alle tue valutazioni circa la sua natura.
Con il tempo riusciremo a capire a cosa servono le due aste oblique che si incrociano in fondo al disegno....
Io intanto vado avanti...
ho realizzato il disco H ( che ancora deve essere inciso con l'indicazione delle ore)
ed il fermo P per rendere solidale H ad A1 ,... ed anche il disco V
Cordialità.
Carlo
...dall'aspetto dei tre piedini utilizzati per livellare lo strumento, direi che esso è più uno di laboratorio, uno la cui altezza non dovrebbe superare i 40-50 centimetri...concordi?
Sempre nello stesso disegno, la manovella con due bracci ( che in altri disegni non compare... )sembra dare conferma, essendo la sua operatività manuale, alle tue valutazioni circa la sua natura.
Con il tempo riusciremo a capire a cosa servono le due aste oblique che si incrociano in fondo al disegno....
Io intanto vado avanti...
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- eliostato
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Re: replica eliostato
Non so, cosa si capisce dai piedini? Senza nessun riferimento, le ruote a cui sono attaccati potrebbero essere large 2 cm come 20 cm, boh?carlo ha scritto: ↑gio 25 gen 2024, 9:04Luca, ho letto le tue considerazioni circa le dimensioni dello strumento, ma osservando questo disegno
eliostato_picc.jpg
...dall'aspetto dei tre piedini utilizzati per livellare lo strumento, direi che esso è più uno di laboratorio, uno la cui altezza non dovrebbe superare i 40-50 centimetri...concordi?
Però in teoria lo strumento può essere scalato a qualunque dimensione compatibile con le dimensioni del pignone più piccolo e col modulo più piccolo che si riesce a usare. In teoria, con gli ingranaggini prefabbricati che sto usando io, forse potrebbe venire alto anche 20 cm.
Ho trovato più di un disegno sbagliato: vanno bene per una panoramica di insieme, ma spesso i dettagli dei meccanismi sono disegnati a vanvera... Specialmente quel Perot che li firmava, era bravo a disegnare, ma mi sa che di meccanismi ci capiva poco.Sempre nello stesso disegno, la manovella con due bracci ( che in altri disegni non compare... )sembra dare conferma, essendo la sua operatività manuale, alle tue valutazioni circa la sua natura.
Per esempio, in nessun disegno si vede mai il contrappeso che sta sotto all'apparecchio, che a sua volta dovrebbe stare sempre su un piedistallo bucato, dentro al quale scende il contrappeso.
Dagli "Annales" di C. Wolf:
Il regolatore R che comunica il movimento all'asse è posto dentro una gabbia con pareti trasparenti proprio alla base dello strumento. Esso è messo in movimento dall'azione di un peso che scende in un pozzo scavato attraverso il pilastro che sorregge il siderostato; e questo movimento è mantenuto uniforme da un regolatore isocrono di L. Foucault. L
io l'ho capito, ma non riesco a spiegarmi...
Con il tempo riusciremo a capire a cosa servono le due aste oblique che si incrociano in fondo al disegno....
Ma tanto quelle saranno l'ultima cosa da fare.
...poi io a quelle due aste dovrò attaccare due ulteriori meccanismi ad orologeria basati su camme, lì sì che ci sarà da ridere: li devo ancora inventare.
Ottimo, sta prendendo forma!Io intanto vado avanti...
ho realizzato il disco H ( che ancora deve essere inciso con l'indicazione delle ore)
ed il fermo P per rendere solidale H ad A1 ,... ed anche il disco V
Occhio però, i ldisco V non deve essere solidale coi dischi, e nemmeno con l'asse, deve essere staccato da tutto, ed essere solidale solo con l'alidada.
io aspetterei a serigrafare il disco, al massimo ci farei solo una singola tacca di riferimento, o al massimo 24, poi si vedrà. Ad aggiungerle si fa sempre in tempo.
- carlo
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Re: replica eliostato
Se fossero del diametro di 20 cm. ci vorrebbe Nembo Kid (...per i più giovani: Superman... ) per farle girare.....
Al momento lo stato dei "lavori" è questo
Cordialità.
Carlo
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- eliostato
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Dopo una giornata di ulteriori elucubrazioni....
...mi è venuto in mente che per calcolare il rapporto tra la velocità del regolatore e la velocità dell'asse orario si può trascurare completamente il meccanismo inferiore, perchè quando non si toccano le manopole esterne, l'anticipatore "esce" con la stessa identica velocità del regolatore!
Il risultato finale, a quanto pare, è che per dare all'asse orario una velocità di 1 giro ogni 24 ore (= 0.000694 RPM) basta dare al regolatore una velocità angolare pari a 25 volte la velocità della lancetta dei minuti di un comune orologio, se la ruota K ha 54 denti.
Un'altra cosa interessante è che è irrilevante quanti denti ha il pignone di uscita del regolatore: che siano 10 o 100, l'"anticipatore" si limita a replicare fedelmente la velocità angolare del pignone.
--------------
Sono anche finalmente riuscito a trovare una spiegazione moderna (invece che del 1800) di questo meccanismo che io chiamavo "a ingranaggi-satellite": si chiama "meccanismo epicicloidale" o "planetario", solo che nel 90% dei casi questo meccanismo viene illustrato con una corona con denti interni, che invece nel nostro caso è un normale ingranaggio con denti esterni. La figura in quella pagina....
... può essere così rapportata ai nostri schemi:
Notare che per l'appunto qui hanno fatto come ho fatto io nel mio prototipo: la ruota da 200 denti non è necessaria, è necessaria solo una barra rotante che sostenga i 2 pianeti (o una ruota piccola con attaccata una lunga barra), chiamata appunto "carrier" (portante).
Questo meccanismo può essere pilotato in vari modi, a seconda se si tiene fermo un sole, l'altro sole o il carrier. L'ultima figura in basso in questa pagina permette di "giocare" coi vari tipi, bloccando di volta in volta uno degli "oggetti rotanti" e modificando la velocità di uno degli altri, per vedere a che velocità gira la ruota di uscita, qui rappresentata da un anello ma che per noi è un secondo sole "B".
Per simulare il siderostato bisogna bloccare il sole (la ruota C del siderostato, solitamente ferma, al massimo si può muovere a mano tramite manopola esterna), cioè impostare la sua velocità a zero, impostare come output il "ring" (il nostro B) e variare la velocità del carrier per vedere come varia quella di B.
...mi è venuto in mente che per calcolare il rapporto tra la velocità del regolatore e la velocità dell'asse orario si può trascurare completamente il meccanismo inferiore, perchè quando non si toccano le manopole esterne, l'anticipatore "esce" con la stessa identica velocità del regolatore!
Il risultato finale, a quanto pare, è che per dare all'asse orario una velocità di 1 giro ogni 24 ore (= 0.000694 RPM) basta dare al regolatore una velocità angolare pari a 25 volte la velocità della lancetta dei minuti di un comune orologio, se la ruota K ha 54 denti.
Un'altra cosa interessante è che è irrilevante quanti denti ha il pignone di uscita del regolatore: che siano 10 o 100, l'"anticipatore" si limita a replicare fedelmente la velocità angolare del pignone.
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Sono anche finalmente riuscito a trovare una spiegazione moderna (invece che del 1800) di questo meccanismo che io chiamavo "a ingranaggi-satellite": si chiama "meccanismo epicicloidale" o "planetario", solo che nel 90% dei casi questo meccanismo viene illustrato con una corona con denti interni, che invece nel nostro caso è un normale ingranaggio con denti esterni. La figura in quella pagina....
... può essere così rapportata ai nostri schemi:
Notare che per l'appunto qui hanno fatto come ho fatto io nel mio prototipo: la ruota da 200 denti non è necessaria, è necessaria solo una barra rotante che sostenga i 2 pianeti (o una ruota piccola con attaccata una lunga barra), chiamata appunto "carrier" (portante).
Questo meccanismo può essere pilotato in vari modi, a seconda se si tiene fermo un sole, l'altro sole o il carrier. L'ultima figura in basso in questa pagina permette di "giocare" coi vari tipi, bloccando di volta in volta uno degli "oggetti rotanti" e modificando la velocità di uno degli altri, per vedere a che velocità gira la ruota di uscita, qui rappresentata da un anello ma che per noi è un secondo sole "B".
Per simulare il siderostato bisogna bloccare il sole (la ruota C del siderostato, solitamente ferma, al massimo si può muovere a mano tramite manopola esterna), cioè impostare la sua velocità a zero, impostare come output il "ring" (il nostro B) e variare la velocità del carrier per vedere come varia quella di B.
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Re:
Credo di non capire....se il pignone di uscita del regolatore è parte integrante del treno di ingranaggi che conferisce il moto ( 1 rotazione al giorno) all'asse X_X1 (della parte superiore del meccanismo) , perchè il suo numero di denti è ininfluente?
Ho realizzato gli elementi che compongono il meccanismo epicicloidale e li ho provati sul compasso da orologiaio
Cordialità.
Carlo
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