Horloge à échappement de Galilée

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Nico71
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Messagepar Nico71 » Jeu Aoû 04, 2016 10:51 am

Des mois et des mois de travail, enfin ça marche :)

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C'est dont une horloge basique seconde minute heure basé sur un échappement type Galilée.

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L'idée était de faire une horloge simple sans réglage qui puisse fonctionner pendant des heures. Avec systèmes de remontée manuel. Cela fait des mois que je suis dessus, en y travaillant de temps en temps. D'abord sur le système d'échappement jusqu’à ce qu'il marche bien, puis l'horloge, puis la connection entre les deux, et là tout à refaire ! :ouch: Donc je commence à bien m'y connaitre sur tout les problèmes récurrents des horloges lego

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La base de la mécanique s'articule autour du système d'échappement qui a été le plus complexe à mettre en oeuvre. Celui ci n'est finalement pas sans réglage (car trop dépendant de comment est orientée l'horloge) mais les orientations de la palette et du cliquet le sont, il ne reste qu'à régler la position sur un axe coulissant. Le type de suspension utilisée est de type couteau (knife edge), plutot d'un axe oscillant qui occasionne beaucoup de frottement, le pendule repose sur un support en V sur deux dents. Le contact se fait ainsi de manière beaucoup plus ponctuelle est réduit drastiquement les frottements. La ou un pendule normal à axe oscillant s’arrête après quelques minutes à vide, la solution type couteau dure au moins une demi heure. Le système de remontée se fait à l'aide d'un tambour connecté à un différentiel + cliquet. Cette solution permet notamment de garder l'horloge active lorsqu'on la remonte.

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A noter qu'au début j'avais mis 3 aiguilles concentriques mais l’aiguille des secondes étant trop lourde, elle influait beaucoup sur le fonctionnement de l'horloge. C'est pourquoi elle est tout petite est réintégrée directement en bout de la roue d’échappement. La roue d'échappement est une 40t, avec un pendule de période 1.5sec, on à 60s sur la rotation complète de la roue (ce qui tombe bien tien !). La position du poids principal est réglable sur le pendule pour faire varier la période. Concernant les engrenages, vous pouvez voir que j'utilise pour la plupart des axes avec le moins de support. Deux au maximum, car trois occasionnerait trop de frottement. C'est pourquoi les engrenages sont souvent dans le vide, et parfois connecté à un joint de cardan quand j'ai le choix ! Tout ça pour limiter au possible les frottements vu qu'il n'y a pas d'effort (quoiqu'on en dise, un axe lego en croix dans un trou rond, bah ça frotte !). Enfin vous pouvez voir qu'il y a un clutch linéaire sur les minutes pour régler l'heure ainsi que sur celle des heures aussi (la 16t folle monté sur pins à friction).



Au final les performance sont au niveau de ce qui se fait de mieux (à l'heure actuelle). Le poids en effet n'est que de 650gr pour 60mm/heure de descente du poids. Qui peut être réduit de moitie avec un mouflage (mais aussi augmenter le poids nécessaire). Comparé à l'époque des horloges que je faisais avec roue à ancres et poids de + de 1kg pour quelques dizaines de minutes d'autonomie... Ici depuis le tambour jusqu’à la roue d'échappement, on à un rapport 85, alors imaginez le couple dérisoire au final pour faire marché l'horloge sur la roue d'échappement (allez ça fait exactement : 0.099N.cm sur la roue d'échappement soit une force tangentielle communiquée au pendule de : 0.052N c’est dire comme si vous suspendiez un poids de 5.3g à une dent de la 40t).

Le type d'échappement a aussi l'avantage d'être réglable sur un coté (position de la palette qui touche la roue d'échappement) ainsi que de la butée (position de la palette au moment où elle touche la roue), et le cliquet (moment où la palette touche la roue), ainsi le réglage est facilité comparé à un système à ancre (qui a deux contacts successifs), mais surtout cela permet de ne pas avoir de "deadbeat" c'est à dire un moment ou soit la roue commence à tourner avant que la palette entre en contact avec la roue, ou pire que celle ci vienne à tourner à l'envers du au pendule qui tape trop fort dedans.

Enfin au niveau esthétique, bien y'en a pas ^^ c'est vraiment une coquille de mécanique, customisable à souhait. Pourquoi ? Et bien parce qu'il y a une notice comme d'habitude !

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D'abord une payante, pour 5€, qualité pro etc etc, et une gratuite sous forme de photo. Les deux présentent les mesures exactes pour régler l'horloge et j'ai aussi fait une vidéo pour montrer comment la régler :



A voir ici : http://www.nico71.fr/galileo-clock/

Aussi indéxé sur rebrickable : http://rebrickable.com/mocs/nico71/galileo-clock

Comme d'habitude vous pouvez acheter ou non la notice, je vous aiderais sans compromis si vous avez des soucis à régler l'horloge (il est préférable d'avoir monter des gros set avec des engrenages comme le 8258, 8043, 8880, 8480 et de n'utiliser que des pièces neuves).

:)

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Messagepar Anio » Jeu Aoû 04, 2016 12:05 pm

Bon, mécaniquement je n'ai plus le niveau.

Mais j'apprécie ton récit. Ce sentiment quand, après des mois de recherche, de tests, etc, le truc fonctionne enfin.

C'est un peu le "Mouhahahahaha j'ai réussi".

Tout du moins c'est comme ça que je le ressens sur certains UCS que j'ai faits.
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Messagepar Illios » Jeu Aoû 04, 2016 3:48 pm

C'est superbe , par contre au niveau mécanique ça a l'air très compliqué ton histoire .
V à tous !
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Messagepar Anto » Jeu Aoû 04, 2016 6:49 pm

Une nouvelle fois un traval de dingue ! 8)

Avec toutes tes explications, on se rend bien compte de tout le travail nécessaire pour faire une horloge, et qu'elle ait beaucoup d'autonomie.
Un très grand bravo ! :pouce:

Tu penses pouvoir faire mieux avec une éventuelle future version ou il n'y a plus grand chose (plus rien ?) à gagner à cause des frottements ? (Vu que comparé à tes premières horloges tu as gagné énormément d'autonomie)
La théorie, c'est quand on sait tout et que rien ne fonctionne. La pratique, c'est quand tout fonctionne et que personne ne sait pourquoi.

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Messagepar Nico71 » Jeu Aoû 04, 2016 8:39 pm

Il y a peut être à gagner au niveau du tambour qui est maintenu que par deux points et comporte 3 engrenages. Je pourrais le maintenir par 3 points pour améliorer encore un peu les frottements mais le chassis serait à revoir.

Au niveau des gains, il n'y a rien d'autre à gagner vu la performance du système d'échappement. Par contre on peut encore améliorer l'esthétique, ajouter un remontoir automatique, revoir le chassis pour suspendre plus de poids et gagner encore en autonomie et bien sur un système de cloche ou coucou :)

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Messagepar Flouflou » Sam Aoû 06, 2016 2:14 am

Très belle mécanique comme souvent avec Nico...
On sent que tu as bien potassé le sujet...

A quand un coucou qui sort ? ;-)

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Messagepar Chelmi » Sam Aoû 06, 2016 4:10 pm

C'est une fois de plus bluffant de ... génie ! Félicitations !

Je n'ai rien compris à la description du mécanisme, mais c'est surement très bien ! :lol:
Ma minuscule collection : http://brickset.com/sets/ownedby-Chelmi

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Hugolin
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Messagepar Hugolin » Lun Aoû 08, 2016 8:47 pm

C'est une belle mécanique, c'est sur… et pourtant je suis un peu déçu…

Alors, je m'explique :
Je ne suis pas déçu par ce MOC, qui est excellent, et par le travail qu'il y a derrière. :pouce:
Non si je suis déçu, c'est juste qu'avec ce type d'échappement je m'attendais à plus en terme de performance.
Et pourtant pour avoir bien lu tout le topic, il semble que pour les fonctions que tu as mis, tu as fait au mieux.
J'en viens (hélas) à la conclusion que l'on est à la limite de ce que permet les lego dans ce domaine.

Alors je n'appui pas cette réflexion sur ce seul moc :
J'avais fais il y a plus de 3 ans une horloge qui fonctionnais environ 31 heures.
En terme de performance c'était du 0,012mm/s soit un peu plus de 43mm par heure.
Mais ma période était de 2 secondes contre 1,5 pour celle-ci, donc au final les performances des 2 horloges sont très similaires.
Ce qui est troublant quand même, non? :think:

Les principales différence entre les 2 :
La tienne :
1 - échappement galilée + pendule arrêt sur plan ( pendule qui m'en rappel beaucoup un autre que je connais bien ;) ).
2 - différentiel pour le remontage du contre poids.

La mienne :
1 - échappement à ancre + pendule sur un axe simple.
2 - système à cliquet pour le remontage.

En gros je me demande si le gain de ton échappement n'est pas compensé par les pertes que doit immanquablement engendrer le différentiel.
(Dans mon cas c'est la même chose mais dans l'autre sens).
Peut être qu'il serait intéressant de faire un essai sans le diff.

Bon voila c'est juste une réflexion comme ça, peut être que je me plante complètement et que simplement les frottement ne permettent pas d'aller plus loin.
En tout cas je me retrouve beaucoup dans ce que tu dit sur les problème lié à ces derniers : que de prise de tête pour un axe un peu trop usé...
Les 2 points pour les axes, pas plus sinon ça bloque : j'ai eu la même conclusion (après des heure à ce taper la tête contre les mur).

Voila, encore bravo pour ce MOC exceptionnel.
C'est ce genre de MOCs qui donnent le plus de travail et sont souvent les moins commentés… ce qui est un peu frustrant quand même. ::D:

:)
Dernière édition par Hugolin le Lun Aoû 08, 2016 10:54 pm, édité 1 fois au total.
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Messagepar Anio » Lun Aoû 08, 2016 9:41 pm

Hugolin a écrit:C'est ce genre de MOCs qui donnent le plus de travail et sont souvent les moins commentés… ce qui est un peu frustrant quand même. ::D:

Ce qui je pense s'explique facilement : le nombre de personnes compétentes en France pour traiter et bien assimiler les tenants et aboutissants de ce type de MOC doivent se compter avec les 10 doigts de la main.
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Messagepar cocoraptor » Lun Aoû 08, 2016 10:06 pm

Waw! Super cette horloge. A mon niveau, cela est difficile de comprendre mais même un aveugle pourrait dire que cette machine est superbe! :lol:

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Nico71
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Messagepar Nico71 » Mar Aoû 09, 2016 2:01 pm

Hugolin a écrit:Alors je n'appui pas cette réflexion sur ce seul moc :
J'avais fais il y a plus de 3 ans une horloge qui fonctionnais environ 31 heures.
En terme de performance c'était du 0,012mm/s soit un peu plus de 43mm par heure.
Mais ma période était de 2 secondes contre 1,5 pour celle-ci, donc au final les performances des 2 horloges sont très similaires.


Du coup ça fait 1.3m de corde donc avec un mougflage ? Et du coup combien de poids ? Je pourrais augmenter le poids et du coup la multiplication mais le chassis doit pouvoir encaisser plus de poids.

Hugolin a écrit:Les principales différence entre les 2 :
La tienne :
1 - échappement galilée + pendule arrêt sur plan ( pendule qui m'en rappel beaucoup un autre que je connais bien ;) ).


Lequel ? Ceux de kevronista ? J'ai essayé pas mal d'échappement et à la fin je suis parti de feuille blanche comme je n'arrivais pas à les régler correctement.


Hugolin a écrit:En gros je me demande si le gain de ton échappement n'est pas compensé par les pertes que doit immanquablement engendrer le différentiel.
(Dans mon cas c'est la même chose mais dans l'autre sens).
Peut être qu'il serait intéressant de faire un essai sans le diff.


Je pense que tu as raison, j'ai encore l'horloge de monté donc je vais tester. J'avais aussi au début un système de cliquet avec engrenages fou mais je trouvais que l'engrenage se tordait trop mais il est clair que les 12t du differentiel doivent pomper de la puissance

Hugolin a écrit:En tout cas je me retrouve beaucoup dans ce que tu dit sur les problème lié à ces derniers : que de prise de tête pour un axe un peu trop usé...


Ola oui carément.


Hugolin a écrit:Voila, encore bravo pour ce MOC exceptionnel.
C'est ce genre de MOCs qui donnent le plus de travail et sont souvent les moins commentés… ce qui est un peu frustrant quand même. ::D:


Ah je suis habitué, un peu moins avec des créations qui sont plus impréssionnate visuellement.

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Messagepar Hugolin » Mar Aoû 09, 2016 7:07 pm

Anio => ce que je voulais souligner c'est que les MOC purement technique, comme ils ne sont pas souvent beaux, ils attirent moins le regard.


Nico71 a écrit:Du coup ça fait 1.3m de corde donc avec un mougflage ? Et du coup combien de poids ? Je pourrais augmenter le poids et du coup la multiplication mais le chassis doit pouvoir encaisser plus de poids.

Ha oui, je n'ai pas préciser : le poids faisait environ 1,2k avec mouflage, donc 600g exercé sur le tambour et 600g sur un autre point du châssis.
Sans mouflage mon horloge fonctionnait 15 heures.
Si je me suis arrêter à environ 600g, c'est que plus ça devient limite pour les lego.
J'avais fait un essai mais c'était pas top : à la limite de la déformation des pièces pour un gain pas terrible en raison de l'augmentation des frottements.

Après s'être prit la tête tout les deux des mois sur nos horloge, on arrive à un fonctionnement basé sur un poids similaire.
Ca me semble être une coïncidence troublante, d'ou ma conclusion : on est surement au bout de ce qui est faisable (à moins que lego nous sorte un roulement à billes).


Nico71 a écrit:J'ai essayé pas mal d'échappement et à la fin je suis parti de feuille blanche comme je n'arrivais pas à les régler correctement.

Et tu as bien fait : le point 1 (ton échappement) est pour moi un point positif, meilleur rendement que le mien en tout cas.


Nico71 a écrit:J'avais aussi au début un système de cliquet avec engrenages fou mais je trouvais que l'engrenage se tordait trop

Je n'ai pas de photo, mais pour éviter ce problème mon cliquet était double, il prenait en mâchoire une 16t qui du coup restait bien dans l'axe.


Une dernière question : Mon balancier pouvais être perturbé par un courant d'air, au point de s'arrêter. il faut dire qu'il était assez léger.
Est ce que tu as déjà eu ce problème ?
Ton balancier semble assez lourd, cela le rend suffisamment insensible au vent ?

Edit : Le lien vers le topic qui n'est pas dédié à l'horloge dont je parle, mais ou elle apparait (c'est la 2eme video) :
http://www.techlug.fr/Forum/topic7718.html
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Messagepar Nico71 » Mar Aoû 09, 2016 10:56 pm

Oui en effet je pense qu'on ai au limites des legos. Kevronista aussi arrive à 30h de fonctionnement avec 1kg2 sur un échappement type galilée. 30h pour du lego je trouve ça prodigieux quand même, pas la peine d’espérer mieux à moins de faire une comtoise.

Mon balancier n'est pas très lourd non, quelques pneus. Ceux de kevron ont plusieurs poids lego. Mais la différence avec toi se situe au niveau de la suspension. J'utilise un knife edge (type couteau) alors que toi un axe qui est évidement très sensible au torsion. Le mien peut bouger en fait d'avant en arrière, de gauche à droite, peu importe tant que la palette qui touche la roue la touche (la slope cheese est plus large que la dent de la 40t).

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Messagepar Hugolin » Mer Aoû 10, 2016 12:52 pm

Nico71 a écrit:J'utilise un knife edge (type couteau) alors que toi un axe qui est évidement très sensible au torsion.

Au torsion et surtout il est freiné par son propre poids à cause des frottements au niveaux de l'axe.
D'ou mon choix d'un balancier très léger et du cout un peu trop sensible au courant d'air.
En comparaison le tient est lourd, ce qui est une bonne chose : il est forcement moins sensible au perturbation.
D'ou la question : cela le rend suffisamment insensible au vent ?
Je pose la question car j'ai vu chez un client une jolie pendule, balancier de environ 60cm accrochée au mur, le tout sous une cloche de verre.
Et depuis je me demande si c'est justement pas pour protéger le balancier des courant d'air en plus de la poussière.


Nico71 a écrit:Le mien peut bouger en fait d'avant en arrière, de gauche à droite...

La suspension type couteau, j'y suis également venu : c'est bien mieux d'ou mon commentaire :
" + pendule arrêt sur plan ( pendule qui m'en rappel beaucoup un autre que je connais bien"
J'utilise un système très similaire au tien sur mes 2 dernières pendules sur pieds ce qui est bien plus pratique que de vérifier le niveau du support sur lequel elles sont posées. Par contre pour gauche droite, je suis obliger faire un réglage.

Une petite photo de la suspension de la dernière en date, commencer en juin mais toujours pas fini faute de temps (et de vacance aussi)
En spoiler pour ne pas pollué le topic :
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Messagepar Nico71 » Mer Aoû 10, 2016 1:16 pm

Pour le vent, mon horloge est en intérieur et il n'y a pas trop de courant d'air du coup je dirais que ça ne joue pas. Pour le mettre sous verre, c'est surtout pour garder une pression atmosphérique constante qui elle joue beaucoup sur les horloges. Et peut être dans le cas de pendule de torsion qui tournent plus vite (ceux avec les boules).

Pour te donner une idée, mon pendule avec le poids pese 250gr. Je pense qu'avoir un pendule trop léger est trop sensible au perturbation du à l'échappement (cas d'emballement) et s'isochronisme en prend un coup. Un pendule lourd pesant nécessite plus de force pour être mis en mouvement mais est plus imperturbable par l'environnement et le l'échappement.


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