Pour le fonctionnement basique de la base du temps : une roue d’inertie roule de droite à gauche puis de gauche à droite sur un plan incliné, qui à chaque fois que la balle atteint l’extrémité du plan incliné change son inclinaison pour ainsi entretenir une oscillation. Cette oscillation est basée sur 10 secondes ce qui permet de cadencer la base de temps et ainsi l’horloge.
Concernant le fonctionnement en détail. A chaque extrémité du plan incliné se trouve des butées pivotantes reliées chacune à des leviers. En bout de chaque levier est mise une bielle elle-même attachée à un autre levier. Ces deux bielles finales agissent sur un dernier levier qui est en fait un cliquet pour le moteur à remonter. En effet sur son axe principal est mise une beam de 5L qui est arrêté en rotation tous les demi-tours par un levier en équilibre. Lorsque la roue arrive en butée de chemin, elle actionne le jeu de biellette qui va déséquilibrer le cliquet et donc libérer le moteur à remonter pour ½ tour.
Pour éviter les conflits de fonctionnement, chaque butée actionne différemment le cliquet, l’un appui dessus, l’autre le tire. Ainsi lorsque les biellettes sont actionnées, même si elles ne sont pas encore revenues en position initiale, le cliquet peut lui revenir en position initiale et donc verrouiller tous les ½ tour (car la rotation du moteur à remonter est rapide). Enfin, cela permet aussi d’éviter les conflits de fonctionnement entre les butées, c’est mécaniquement le plus simple est le plus fiable.
Bien sur, sur l’ensemble du système de bielle sont mis des contrepoids et des butées réglables (souvent un bush sur un axe) pour permettre un réglage fin et précis du fonctionnement car en réalité ce système de butée, levier, biellette et cliquet et le système d’échappement de l’horloge.
Concernant la motorisation de la rampe, elle est très simple. Le moteur à remonter fait tourner l’axe principal qui supporte la poutre de 5 L bloquée par le cliquet avec une réduction de 16t/40t. Mais sur cette 40t, est fixée une autre 40t, entraînée donc par l’axe principal et qu’on pourrait appeler axe secondaire. Sur cet axe secondaire est fixé un système de bielle manivelle avec un excentrique de 1/2t pour ainsi lever puis baisser alternativement la rampe.
Pour l’excentrique, le moteur ayant peu de force, j’ai minimisé l’excentrique pour maximiser la force de levage et réduire aussi le débattement du plan incliné, plus celui-ci est faible, plus la période de roulement de la roue est longue, et plus longue est l’autonomie. Mais un minimum d’inclinaison est souhaité pour arracher la roue à sa position à cause des frottements.
Enfin, sur l’autre côté du moteur à remonter se situe l’axe du remontoir. Celui-ci est relié à une chaîne sur des 16t pour amener l’axe sur la gauche de l’horloge, puis après un engrenage 16t/16T se trouve la commande de remontoir, qui est le levier bleu sur le devant à gauche de l’horloge. On le tourne ainsi jusqu’à remonter totalement le moteur. A noter qu’on peut le faire pendant le fonctionnement de l’horloge sans problème.
Voila, vous savez tout sur le système d’échappement. Passons maintenant au système d’horloge. Celui-ci est basiquement placé sur le système d’échappement. Il se connecte au système d’échappement avec des engrenages 16t/16t/16t puis 12t/26t jusqu’à l’axe des secondes. En effet, j’ai calqué la période de roulement de roue sur 10 secondes, en fonction du chemin à parcourir, de l’inclinaison, du type des butées (libre ou à friction), et bien sur l’inertie de la roue utilisée (c'est une des parties les plus longue du développement). C’est pourquoi, à chaque 1/2t d’axe principal, 10s s’écoule. Donc pour obtenir 10/60 ème de tour sur les minutes (à chaque demi oscillation), il me faut un rapport de 3, soit 12/36t.
Le bloc d’horloge est ensuite très basique. Il est repris du mon Horloge à coucou qui est une bonne base depuis le temps que je l’utilise ^^ Voici les rapports de réductions employés:
- Secondes / minutes : VSF / 24 + 16/36 = 1/60
- Minutes / heures : 12/24 + 12/24 + 8/24 (couronne du différentiel) = 1/12
Le tout construis dans des cadres qui permet une bonne modularité pour rajouter des axes, fonctions pour pour inverser le sens de fonctionnement des aiguilles ou entre aiguilles puisque qu'il y a des bevel gear.
Comme dit précédemment, l’aiguille des secondes se trouve dans le cadran secondaire car elle bouge toutes les 10s, et donc je ne voulais pas l'intégrer au cadran principal car pour moi une aiguille du cadran principal doit bouger toutes les secondes avec un tic tac. De plus cela permet d'habiller la cadran secondaire de droite, celui de gauche étant pris par le remontoir.
Enfin, à l'arrière de l'horloge est placée un système de cloche fabriqué à l'aide de crochet lego en métal. A chaque tour de l'aiguille des minutes (à chaque heure donc), un levier vient soulever un des crochets pour ensuite le relâcher, les deux s'entrechoquent ainsi. La forme ouverte du crochet + la matière en métal fait un joli (quoique discret) ding !
Enfin au chapitre esthétique, vous aurez remarquer la filiation avec les horloges originales :
J'ai volontairement essayé de reproduire la forme ainsi que les cadrans avec une liberté pour la mise en place de trois cadrans plutot qu'un fronton. De plus, l’horloge s'ouvre en deux. En effet, un levier sur l'arrière permet de libérer la partie supérieure de l'horloge, articulée sur le coté droit. Permettant ainsi de voir le jeu de biellette qui constitue l’échappement. A noter que le système d'échapement continue de fonctionner mais pas l’horloge car l'engrenage de jonction étant désaccouplée.
Par rapport au design vous remarquerez évidement que je n'ai pas utilisé une bille sur un plan en zigzag. J'ai essayé mais je manquais de pièces studfull pour faire des zig zag parfait et l'inertie du balle de GBB (en plastique donc) n'est pas suffisante pour actionner le système. Il faut une bille en métal, donc non lego (mais tolérable pour moi si jamais). A noter que la période originale de l'horloge avec zig zag est de 30 secondes.
Enfin, voici la vidéo pour mieux comprendre
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Concernant l'autonomie et la précision. L'autonomie étant limité par le nombre de tour et la force de remonter du moteur, j'ai optimisé cela en choisissant une roue d'inertie lourde mais pas trop, une diffusion de la vitesse en bout de course par glissement et non frottement (la roue n'est pas arrêtée nette en fin de course mais continue à tourner, augmentant la période ainsi). Ainsi la roue est la plus légère possible pour que le moteur ne galère pas à la remonter mais suffisamment lourde pour actionner le système (sa masse n'entre pas en compte pour la période) . Ainsi, avec une réduction de 16/40 pour avoir assez de force pour soulever la pente avec la roue (avec un petit bras de levier de 1/2t), on obtient une autonomie de 15min.
Concernant la précision, elle est bonne tant qu'on ne touche pas l'horloge, ainsi 1 à 2secondes toutes les 2-3minutes. Ça peut paraître beaucoup mais pour un système qui n'a pas de pendule et qui est soumis à beaucoup d’interaction (jeu sur la pente, glissement et frottement un peu variable), c’est pas mal ! Bien sur c'est une horloge fait pour la démonstration du principe et non donner l'heure pendant longtemps. A regarder, c'est super sympa !
J'espère qu’elle vous plait autant qu'a moi !
Comme dit précédemment, cela clos le chapitre sur les horloges pour un temps, je vais revenir ainsi à d'autre type de créations
Et bonne vacance à tous, moi je pars demain, donc blackout de 2 semaines
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... En même temps, je lurke pas mal et me fait toujours aussi plaisir à découvrir les réalisations de qualité des "TechLugiens" même s'il est vrai que je poste rarement un commentaire (mettre "wahou" à chaque fois manquerait de variété :p )