DADA, moteur à balancier sans excentrique

Pas d'excentrique pour ce moteur, mais utilisation du système du "petit-cheval"

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Pas d'excentrique pour ce moteur, mais l'utilisation du système dit du "petit cheval" .
Alors, ce sera le DADA en souvenir de mon petit cheval à bascule ...

Avec cette construction, j'ai voulu tester une donnée recueillie sur le forum Bloooo et voir comment ce type de moteur se comportait avant de l'utiliser ou non pour une machinerie à balanciers.

Un moteur construit rapidement après avoir fait le tour des rebuts et les avoir adaptés.

plan d'ensemble

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Sur un même axe, on trouvera le cylindre, le tiroir le pied et le pivot.

Le balancier sera actionné par le piston dont l'alimentation sera tributaire du tiroir. Le mouvement sera communiqué par bielle au volant.
Cette application du "petit cheval" à ce type de moteur doit être plutôt rare car essentiellement consacré à l'action d'une pompe...

Une biellette reliée au balancier commandera le tiroir :
. si la largeur d'une tête de tiroir est égale à 2 mm (ici, pas de recouvrement), il faut que le déplacement soit égal à 4 mm ce qu'on peut obtenir en multipliant par deux le bras de levier.

Pas trop de détails sur ce croquis car on peut l'adapter et créer son propre moteur.

Par exemple, la seconde partie du levier ne fait que 35 mm ! Tout simplement parce que le socle récupéré n'était pas assez long pour avoir une cote de 50 !
Par contre, important, la manivelle du volant devra tenir compte de la position de la bielle sur le balancier : si a liaison se fait à 40, le maneton sera sur un cercle de 8, si la liaison se fait à 50, le maneton se fera sur un cercle de 10.

quelques idées pour la fabrication

les éléments à aligner sur le socle

Tous comportent un téton fileté ou un goujon M3 que j'ai oublié de dessiner à la base du pivot !
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le cylindre
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le distributeur
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le pied central
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le pivot
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perçages du distributeur

Il faut percer sur les quatre faces ... Un petit truc : visser la base usinée dans un hexagonal qui vient l'obstruer et les arêtes ou le milieu des plats sont de bons repères.

Pour l'instant il est percé à 3.9 (3.8 serait meilleur mais impossible de remettre la main sur le foret). Ce n'est qu'après les multiples perçages et la brasure qu'on passera l'alésoir de 4.
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réalisation d'un T

De la simplicité pour ce petit Té : rond de 6 percé à diamètre 3, perçage transversal, présentation des tubes en cuivre, brasage puis vérification au compresseur. 
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présentation des éléments du moteur

Il va falloir réunir ces deux pièces par des tubes de cuivre de 2 x 3. Les axes du cylindre et distributeur doivent être à 30 mm de distance.
En tenant compte de nos perçages agrandis à diamètre 3, présenter un tube de cuivre bien recuit et le mettre en forme avant de le scier à longueur.
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assemblage

C'est un peu long, surtout pour trouver la bonne longueur mais on arrive à un montage où cela s'emboîte bien perpendiculaire aux deux éléments et où ça tient tout seul ... presque !

brasure

Cliquez pour agrandir l'imageSur la droite, l'échappement (deux tubes réunis par le Té), sur le dessus, les tubes de liaison avec le cylindre, et au-dessous, un tube pour l'admission.
En fait il s'agit d'une reprise de la première brasure. Confiant dans le bon maintien des éléments, j'ai brasé sans maintenir avec du fil de fer, et il a fallu recommencer.
Cliquez pour agrandir l'imageCette fois c'est tout bon. Le bouchon a été enlevé puis remis après l'alésage.
Cliquez pour agrandir l'imageVérification de l'écartement en plaçant le piston.

réunion des deux pièces

Cliquez pour agrandir l'imageMontage sur le socle.
Par la suite, j'ajouterai une rondelle sous le distributeur en voyant qu'il n'est pas tout à fait parallèle au pied.
Cliquez pour agrandir l'imageOn penche l'ensemble et on soude à l'étain.
Le joint en téflon du cylindre n'a pas souffert !
Cliquez pour agrandir l'imageIl est temps de présenter le tiroir et il ne faut pas tenir compte de la vis de réglage prévue comme pour les moteurs à tiroir cylindrique car le réglage est totalement différent.

Plutôt facile à réaliser dans du rond de 4. Les têtes font 2 d'épaisseur et ne présentent donc aucun recouvrement.
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les chapes à fourchette

Quelques photos pour leur réalisation. Adapter les longueurs selon les besoins. Le rond de diamètre 5 convient aussi car le filetage reste assez profond.
Cliquez pour agrandir l'imageAprès avoir réalisé la fourchette avec une fraise de 2, on peut usiner la "langue" avec une fraise à deux dents (diamètre 6) en calant la pièce avec un plat de 2.
Ce sera le bon moment pour un perçage bien dans l'axe des trous ...
Cliquez pour agrandir l'image... en mettant une cale qu'on reculera un peu lorsque le foret débouchera.
Cliquez pour agrandir l'imageAvant de couper à la bonne longueur, on passera un coup de lime à l'intérieur ou sur la surface.
Deux pièces assemblées doivent pivoter sans aucun frottement.
Cliquez pour agrandir l'imageLes chapes que l'on trouvera sur la tige de piston, la tige des tiroirs et la bielle du volant, comportent un filetage M2 facilitant les réglages.
Ici, un ratage car ma lumière fait 5 mm de long au lieu de 4. J'ai ensuite utilisé un autre système plus facile à mettre en oeuvre.

premier montage, premier essai

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On ne peut pas dire que ce soit le "top" avec cette bielle de volant en alu (remplacée ensuite par un plat de laiton) et pour l'instant le pivot n'est pas encore dans l'axe.
Comme dit précédemment, la tige filetée de réglage qu'on aperçoit ne sert à rien. On y reviendra plus loin.

Mais ça fonctionne.

autres fabrications

Dans ce cas de figure, le maneton se trouve à 3.5 mm du centre, soit un déplacement sur le balancier de 7.
Des dimensions approximatives pour la bielle de volant : cette forme permet de placer le pivot dans l'alignement du moteur et du pied.
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le volant
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la bielle du volant
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montage définitif et réglages


remontage

Avant d'y procéder, usinage de vis spéciales ou encore d'axes avec filetages aux extrémités : tout est fonction des liaisons à assurer.
Sur la photo des pièces réalisées, on voit le balancier dont je n'ai pas parlé : plat de laiton de 2 x 10 dont on peut améliorer l'esthétique.
En haut, un axe un peu spécial avec ressort (briquet) : la seule manière de supprimer presque entièrement le moindre jeu.
Au milieu la liaison balancier - biellette de tiroir : simple plat de 0.5 avec trous de 2 distants de 10.
En bas, à droite, le volant et son axe comportant les roulements.
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la bielle du volant
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le moteur
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biellette de tiroir

réglages

réglage du piston

On cherche à définir à quel endroit il se trouve exactement à mi-course.
Cliquez pour agrandir l'imageTirer puis pousser le piston au maximum à toucher les bouchons.
Mesurer et la moitié donne l'épaisseur de la cale (papier collant) à placer pour le maintenir en position médiane.
Cliquez pour agrandir l'imageL "cale" en position : il suffit de redescendre la tige de piston en étant assuré de sa bonne position.

réglage du balancier et de la bielle du volant

Cliquez pour agrandir l'imageUne fois le piston dans sa position médiane, il est facile de régler grâce à la chape l'horizontalité du balancier.
Ensuite on se fabrique une cale en bois dont il faut à déterminer la hauteur pour garder le montage  à l'horizontale.
Cliquez pour agrandir l'imageEnsuite, blocage réalisé, on peut régler la hauteur de la bielle du volant en mettant ce dernier à 90° du  PMH.
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réglage du tiroir


C'est l'opération la plus délicate et il faut bien examiner ses différentes positions avant d'opérer.

Ce croquis avait fait l'objet d'une discussion sur Bloooo et Ludique  qui avait émis l'idée du "petit cheval" l'avait entériné.

Cependant, comme le moteur est à balancier, il faut penser à inverser la position du maneton, en rouge désormais.

Je reprends ses explications :
. en 1, les tiroirs sont au plus haut
. en 2, la tige de commande a baissé, mais les tiroirs n'ont pas bougé (1/2 course)
. en 3, les tiroirs sont au plus bas
. en 4, la tige de commande est remontée mais les tiroirs n'ont pas bougé (1/2 course)

Les trous oblongs rendent les tiroirs inactifs pendant 1/2 course (trou oblong = 1/2 course + diamètre de la tige)


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réglage du tiroir

Il se fera probablement en deux temps :
1 - on coince un rond de 2 dans le trou de réglage avec le tiroir alors que le piston est au PMH et on serre la vis de réglage
Il est alors probable que l'on obtienne un mouvement oscillant comme sur le croquis probablement dû à un calage imparfait.

2 - desserrer et procéder à un réglage fin qui peut être de l'ordre du 1/10èmeCe petit décalage fait qu'on passe d'une oscillation large à la rotation.
Cliquez pour agrandir l'imageLe  rond en position.

autres réglages

Cliquez pour agrandir l'imageEn actionnant à la main la biellette du tiroir, on voit si on a du jeu ou non : même avec des axes réalisés en rond de 2 qui passent dans des trous de 2 ... il y en a un peu.
Le mieux est de compléter les axes par des ressorts que l'on serre modérément.
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A la fin du remontage, impossible de le faire tourner ... Il m'aura fallu un bon moment avant d'en découvrir la cause : la petite bielle assurant le déplacement du tiroir frottait contre une des faces de la fourchette.
Ajout d'une rondelle entre le pied et la biellette , et voici les essais.

essais

au compresseur
à la vapeur
Pour ces expériences, il faut très peu de pression. A la vapeur on obtient un fonctionnement rapide à moins d'un bar.
Amusant,ce moteur peut partir dans les deux sens et parfois, quand il n'a pas encore pris son régime, il se met à tourner dans le sens inverse ...

documentation

"petit cheval" : pourquoi ce nom ?


Voici une explication trouvée sur ce forum :
http://modelismenavalradioc.nouvellestar6.com/t4138-petit-cheval-et-pompe-attelee

""Il y a deux types de pompes.
Celle alimentée par la vapeur elle-même , appelée « Petit Cheval » et celle attelée à la manivelle de la machine , appelée : Pompe Attelée.
Le nom de « Petit Cheval » est donné uniquement aux pompes qui sont mues à l'aide de la vapeur.
Mais ! D'où vient ce nom de « petit cheval » ?
Pour la petite histoire et à titre anecdotique l'appellation de petit cheval pour ce genre d'appareil, a été donné sur les grands voiliers qui étaient dotés d'une chaudière auxiliaire. Cette chaudière ne participait pas à la propulsion mais servait principalement à fournir de la vapeur aux treuils qui aidaient à la manœuvre du gréement, ce qui permettait entre autre de réduire les équipages (une vingtaine de personnes en moyenne pour conduire un navire d'une centaine de mètres de long et de plus de mille mètres carré de toile). Cette vapeur servait également pour entraîner des pompes qui servaient à l'assèchement des cales ou à la lutte contre l'incendie.
Évidemment sur ces navires il n'y avait pas de bruits de machine hormis le couinement émis par les presse-étoupe mal graissés (les marins du long-cours à la voile avaient l'âme fort peu mécanicienne). Ceux-ci ont vite assimilé ces gémissements aux hennissements d'un cheval d'où le terme.
Nos voisins d'outre Manche ont appelé ces auxiliaires "donkey" !"




Sur ce lien on voit la réalisation d'une pompe petit-cheval.
Le déplacement du tiroir est beaucoup plus fiable que celui réalisé sur mon montage.

http://modelismenavalradioc.nouvellestar6.com/t5753-pompe-a-vapeur-p-tit-cheval?highlight=petit+cheval

Beaucoup de documentation sur ce forum en tapant dans le moteur de recherche : "petit-cheval".
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Voici un petit challenge qui permettrait de renouer avec un passé glorieux, celui des jouets à vapeur : un lien découvert par Georges ALAUX.
Construire une machine à balancier en utilisant un moteur oscillant ... Pourquoi pas ?

http://www.peters-toysteam.se/Frisbie/en/index.htm

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album terminé

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