après avoir réalisé la "locomotive Big Boy" j'étais en panne de projet. Que faire de différent qui suscite chez moi l'envie de réaliser un nouveau projet, un sujet qui présente des difficultés techniques nouvelles? Mais autre chose qu'une voiture, un camion, une grue, un engin agricole... Finalement, je me suis orienté vers un manège de fête foraine et plus particulièrement le manège boomerang.
C'est une grande balançoire dont le mât dépasse l'horizontale lors de son apogée, à l'extrémité, 4 banquettes qui tournent en même temps que le mouvement pendulaire et qui accueillent jusqu'à 16 passagers
De quoi bien remuer les estomacs ...
En images:
Pourquoi ce manège?
Il faut générer un mouvement pendulaire lent à partir de l'arrêt et dont l'amplitude augmente progressivement. Simultanément les 4 nacelles doivent tourner à une vitesse lente également.
J'avoue que à elles seules, ces 2 contraintes m'ont posé beaucoup de questions sans réponses immédiates. Ce fut suffisant pour susciter mon intérêt
Mes questions:
Concernant le mouvement pendulaire, l'entraînement doit être synchrone du pendule. Mais comment le réaliser?
- Ma première idée fût de penser à ce que l'on fait quand on pousse un enfant sur une balançoire, on donne une impulsion à chaque période. Je n'ai pas trouvé de solution sauf en utilisant des capteurs permettant de commander cette impulsion ... Pas réaliste!
- La deuxième idée est celle d'un moteur dans l'axe du pendule et de le commander d'une manière alternative dans un sens et dans l'autre. Mais là aussi il faut des capteurs et une électronique de commande performante pour le moteur. C'est peut être la solution adoptée en réalité ... Trop complexe en lego!
- A ce stade la solution simple et performante n'est pas trouvée ...
- Autre remarque: la période du mouvement pendulaire du manège est de plusieurs secondes puisque le mât mesure une dizaine de mètre, ce qui n'a rien à voir avec la longueur de celui de la maquette, la période sera 10 à 20 fois plus courte. La seule astuce sera de mettre un contre-poids en haut du mât pour se rapprocher de la période réelle.
Concernant la rotation des nacelles:
La rotation est assez lente, plusieurs secondes pour faire un tour. Il faut réaliser une réduction de vitesse importante (de l'ordre de 50) contenue dans un espace restreint puisque ce petit monde doit loger dans le mât du manège. Faut-il mettre la réduction en bas ou en haut du mat? Est-il possible d'utiliser un moteur unique pour actionner la rotation des nacelles et le mouvement du pendule, ou bien un moteur pour chaque action?
- Dans tous les cas, le mât doit être creux, soit pour passer une alimentation électrique, soit pour passer un axe.
- Les dimensions du mât et donc l'échelle globale du manège vont être conditionnées par la taille de la réduction.
Pour le reste, tout est une question de dimensions, de forme, de soin des assemblages pour éviter tout déboitement, de choix de couleurs. Bien sur il y aura des blocages, des recherches de solutions mais rien qui remettrait en cause le projet. Tout sera fait à partir des photos, celles postées ci-dessus et d'autres que j'ai pu glaner sur internet.
Ceci étant posé, faute de solution immédiate pour le mouvement pendulaire, je me suis attaché à réaliser la réduction de vitesse pour la rotation des nacelles.
Après plusieurs montages qui débordaient de 5 tenons, structure incluse, je me suis arrêté sur le suivant:
Dans cette version, le moteur est placé juste au dessus de la réduction et dans l'axe de rotation des nacelles. A partir du moteur on trouve deux pignons 12T en renvoi d'angle qui entraînent une réduction 8T/24T, suivi d'un rapport 1/1 par double courroie pour la vis sans fin (noter l'originalité des poulies!). Elle entraîne un 20T bleu qui est solidaire des nacelles dont on aperçoit les bras situés en dessous de la "turn table". Cela fait une réduction de 60 entre le moteur et les nacelles.
L'attachement entre la réduction et la "turn table" se fait avec des plaques 3x3.
Par la suite il y aura probablement quelques aménagements mais globalement la structure est là.
Les nacelles:
Après plusieurs tentatives, formes, dimensions, je suis arrivé à ceci:
Soit 4 bras dont la forme et les couleurs sont inspirées par les photos qui suspendent 4 banquettes de 4 places avec des sécurités escamotables. C'est une bonne base encore sujet à évolution.
Entre temps une idée de solution m'est venue pour le mouvement pendulaire:
A partir d'un moteur en rotation permanente, l'idée est de générer un mouvement oscillant par l'intermédiaire d'une bielle, et de transmettre ce mouvement via un entraînement par friction au mât du manège.
De ce fait la courbe d'oscillation est d'allure sinusoïdale, et donc identique à celle du pendule pourvu qu'elles aient la même période. Au démarrage, l'entraînement par friction autorise une faible amplitude qui va croitre progressivement au fil des oscillations. A l'arrêt du moteur, l'entraînement par friction freine le mât du manège pour terminer en position verticale quelque soit la position de la commande
J'ai mis en œuvre cette idée afin de vérifier qu'elle fonctionne comme imaginé, ci-dessous la vidéo de la maquette:
https://www.casimages.com/v/VIa0Ub-2025 ... 1.mp4.html
Comme vous pouvez le voir, c'est exactement ce qui est décrit plus haut. Une remarque: le mouvement oscillant généré par le moteur n'a pas l'amplitude souhaité, il est amplifié par le 24T à friction qui entraîne un 12T.
Fort de cette expérience j'ai réalisé ce qui pourrait être le mécanisme d'entraînement du manège avec l'objectif d'utiliser un seul moteur pour les deux fonctions, je rappelle: le balancement ainsi que la rotation des banquettes. J'ai opté pour conserver la réduction de vitesse au pied du mât et donc d'avoir un axe à la vitesse moteur à l'intérieur du mât. Ce choix est justifié par un risque de torsion de l'axe qui mesure une cinquantaine de centimètre, de ce fait, il est à vitesse rapide et faible couple, ce qui permet d'espérer une rotation linéaire des banquettes (pas d'oscillation, pas d'à-coup).
Le moteur entraîne une vis sans fin, puis un 24T, puis une réduction 12T/20T pour faire tourner une manivelle de 1 tenon. Elle actionne un bielle dont il est possible d'ajuster la longueur, bielle qui est connectée à une autre manivelle de 1.5 tenon cette fois, longueur volontairement supérieure à celle de l'entraînement pour obtenir un mouvement oscillant. Les roues blanches à friction double l'amplitude des axes du manège via des 12T.
En fait, ces deux axes ne tournent pas, ils sont solidaires de la structure du manège, c'est le bloc tout entier qui oscille autour de ces axes. Sur la maquette présentée les deux axes sont indépendants parce que le centre est traversé par l'axe de rotation des banquettes. La structure du dessous rigidifie l'ensemble et permet de connecter le bloc au mât du manège (tout le poids du manège va être supporté par les axes).
Vidéo pour montrer le fonctionnement:
https://www.casimages.com/v/LIa0Ub-2025 ... 2.mp4.html
Tout cela est à valider lorsque toute la structure du manège sera réalisée.
La suite concerne le raccordement de l'axe du manège à la structure. Il faut réaliser 4 jambes, deux de chaque côté du manège qui forment comme les arrêtes d'une pyramide. Ce qui me préoccupe c'est qu'il faut connecter vigoureusement un axe horizontal avec 2 jambes qui partent en angle sur les côtés. A l'observation il semblerait que l'angle entre les deux jambes puisse être de 90°. C'est relativement simple à réaliser en lego. Par la suite il faut incliner une platine sur laquelle l'axe du manège va pouvoir s'encastrer.
Je suis arrivé à cette solution:
Le départ des jambes forme un angle de 90°, les poutres sont prises en sandwich entre 2 plaques 6x6. Une platine virtuelle est formée avec 8 connecteurs d'angle 135°, elle forme un "certain" angle avec les jambes par deux cardans. L'ensemble travaille en compression donc pas de risque de déboîtement. Au centre de la platine virtuelle (pièces noires) va venir s'encastrer l'axe du manège. Cette structure semble très solide et sans jeux, les angles semblent assez proches du manège réel, du moins, il feront l'affaire!
Reste à vérifier que ce montage fonctionnera correctement quand tout sera assemblé.
Pour faire un essai il faut réaliser le mât:
Sur la photo de gauche on voit l'axe qui traverse les différents étages. Ils sont constitués de 2 pièces techniques carrés 4x4 qui prennent en sandwich 2 plaques rondes avec trou central. Au milieu de chaque étage on retrouve une pièce carré servant à rigidifier l'ensemble. Chaque étage est maintenu avec des plaques 2x14 sur lesquelles l'habillage est fixé. Le verrouillage entre chaque étage se fait par des tuiles arrondies 2x2, sur les photos elles sont noires en intermédiaire et blanches en haut. A noter que les couleurs ne sont pas définitives!
La suite du programme? C'est de réaliser le portique afin de pouvoir suspendre le manège et de vérifier que tout se passe bien mais comme je ne suis pas prêt, ce sera pour une autre fois ... Bonne lecture.