Voilà, après l'étude, la conception des plans et d'un petit schéma de fonction je pu enfin me mettre au boulot.... Il fallait d'abord effectuer le démontage du tout et le nettoyage. Ce fut surtout un décrottage car jadis cette Duplex charriait du mazout mi-lourd...de la mélasse quoi!
Lorsque les tiroirs furent mis à jour, une question me vint immédiatement à l'esprit: les lumières seront-elles assez grandes pour me garantir un fonctionnement optimal?
Les tiroirs ôtés dévoilent des lumières avec un niveau de
finition d'usinage inexistant. La machine fut rapidement déshabillée, le vrai
travail pouvait commencer!!!
J'ai du commencer par la découpe du bâti en fonte à l'aide d'une tronçonneuse à disque, opération qui ne m'a pris que quelques minutes. Ensuite j'ai refait la base du future bâti. J'ai fixé le bloc cylindre sur la fraiseuse, et dressé la face à l'aide d'une fraise 2 tailles.
L'opération suivante fût l'usinage de la base des guides de tige de piston qui sont aussi les fourreaux des garnitures d'étanchéité. L'opération se fit avec une tête à aléser à avance radiale.
L'opération suivante était la transformation de l'échappement de ce qui sera plus tard la haute pression. Cette opération était la plus délicate de toutes, même de celles à venir. Comme le démontre le schéma ci-dessous, la pompe est munie de deux hautes pressions. Les deux tiroirs sont dans la même chambre et l'échappement est commun. Pour réaliser la double expansion, il fallait séparer la chambre d'admission et l'échappement en deux, ensuite fabriquer une conduite qui passerait de l'échappement haute pression à l'admission basse pression. L'ensemble devant être étanche.
Après avoir monté le bloc cylindre sur une équerre, j'ai usiné la lumière d'échappement et puis, bien sûr, le canal d'échappement hp. Le canal chassé dans son logement, il ne me manquait plus qu'à le braser, fraiser l'ouverture dans la lumière et polir la glace.
La suite fût très sympathique : L'usinage des paliers de
vilebrequin. Comme j'ai à disposition un tour à commande numérique, je me suis
amusé à usiner une paire de paliers en acier avec de jolie formes arrondies. Je
les équiperai par la suite de coussinets en Régule.
et je suis plutôt satisfait du résultat, reste à faire la base du palier qui viendra soudée contre.
J'attaquais droit derrière l'usinage des leviers d'excentriques, là encore un réel plaisir.
La Cn aidant, ces leviers tout en acier prirent vite de jolies formes.
Ensuite il fallais, bien sûr, percer et fendre ces leviers. Opération simple menée à bien avec une perceuse et une fraiseuse conventionnelle. Maintenant ils ressemblent vraiment à des leviers d'excentriques.
Une simple fraise à fendre 2 tailles fit l'affaire, et voilà le travail! La prochaine étape sera le bâti.
Pour le design du bâti j'en suis resté au classique mais efficace mariage de deux plaques d'acier et de quatre montants cylindriques. Je récupérais trois déchets d'acier, un pour la plaque du haut et deux qui seront soudées ensemble pour la base.
Le pointage, L'alésage et un petit essai de montage
Je déléguais ensuite la soudure de la plaque de base ainsi que celle du bloc cylindre à des collègues bien plus compétents que moi dans e domaine (merci les gars)
Une fois ces opérations terminées je finissais l'usinage de la plaque de base, à savoir un évidement pour le passage du vilebrequin et un pour les excentriques. Puis vint pour moi une problème à résoudre: Comment le bloc sera supporté sur la plaque de base? A ce stade de la construction mon coeur balançait entre plusieurs solutions, qui étaient: Le mécano soudé ou des montants cylindriques. Finalement j'optais pour la solution la meilleure marché et qui plus est la plus esthétique compte tenu de la géométrie générale de la machine. Je tournais donc dans de l'acier 40 quatre montants filetés à chaque bouts, qui seront les supports du bloc cylindre. Outre le coté simple de ce système il offre l'avantage de laisser visible agréablement la mécanique. L'opération faite je pouvais commencer à assembler le bloc avec la plaque de base, j'étais assez content du résultat, cela commençait à ressembler (vaguement!) à une machine.
Je laissais de côté le bâti pour attaquer une des pièce maîtresse d'une machine: le vilebrequin. Pour fabriquer cette pièce délicate plusieurs solutions s'offrait à moi...
Le fabriquer d'une pièce
Le faire d'éléments vissés
Le faire d'éléments brasés
La première solution est sans doute la meilleure au point de vue solidité et précision de la pièce. La seconde est la plus simple mais n'apporte en principe que des soucis, les éléments vissés ont une fâcheuse tendance à se dévisser pendant la marche. La troisième solution est à mon avis un bon compromis pour une machine de faible puissance, mais elle reste néanmoins délicate car il faut bien maîtriser la brasure et surtout utiliser un mode opératoire qui permettra à cette pièce de garder sa précision malgré la soudure.
Je choisissais la troisième, ce qui me permettais ainsi d'exercer ma technique de soudure.
La pièce se comporte de quatre éléments: un axe principal, dont les extrémités sont coniques ainsi que filetées. Deux pièces rectangulaires formants le support du maneton. Plus le maneton.
Une fois tournées et ajustées (le maneton et l'axe sont "gras" dans les supports), les pièces sont solidement bridées sur une platine afin de ne pas bouger lors de la soudure. Une fois celle-ci terminée il faut opérer une reprise au fraisage pour ouvrir le vilebrequin. L'avantage avec la brasure c'est le manque de déformation sur les pièces assemblées. Après un minutieux nettoyage et un contrôle géométrique au comparateur (une flexion de +/-0.01mm est acceptable sur ce genre de machine) le vilebrequin est terminé.
Pour la suite il me fallait usiner les paliers de vilebrequin, pour cela rien de bien extraordinaire, trois douilles à épaulement en bronze feraient l'affaire. Seul le palier de sortie de vilebrequin est fendu par la moitié pour permettre un réglage du jeu après usure. Sans oublier bien sûr les trou de graissage.
Opération suivante: La bielle.
La encore il me fallait trouver une solution alliant économie et simplicité. J'avais pensé, au début, de fabriquer cette pièce en plusieurs éléments soudé, puis d'une seule pièce fraisée à la CN (voir plans 1,2,3,4) Cette pièce doit combiner le mouvement de deux piston pour actionner un seul maneton, le positionnement vertical de la bielle est assuré par un levier latéral pivotant sur un axe placé sur le coté droit de la machine. Ce levier à pour fonction de garder le centre de la bielle sur un axe vertical soulageant l'effort latéral agissant sur les des deux tiges de piston. Cette configuration à le défaut d'imprimer à la bielle un léger balancement du centre vers la droite du au développement du rayon du "levier guide" (voir animation)
De ce mouvement découle un désaxement des fixation de la bielle avec les tiges de piston. La première solution pour résoudre ce problème était de concevoir de petites biellettes entre les tiges de piston et la bielle absorbant ainsi ces mouvements nuisibles. Mais je préférait un système plus rigide tels que des patins en bronze.
Je décidais de fabriquer moi-même cette pièce en la taillant d'une pièce dans une plaque d'acier 40
Je fendais ensuite la tête de bielle par le centre pour quelle puisse accueillir les deux demis palier en bronze que j'avais déjà usinés. Je perçais aussi la bielle par le centre pour permettre le graissage du maneton.
A l'aide de deux morceaux d'acier étiré hexagonal je fabriquais les crosses des tiges de piston, deux petits bouts de bronze, devenaient les coulisseaux de bielle.
Je pouvais dès cet instant commencer l'assemblage primaire de l'ensemble de ces pièces.
L'étape suivante fut la fabrication de la boîte à tiroir. C'est un élément délicat et je suis tout à fait conscient que la source principale de mes futur soucis viendront de cette pièce. En effet l'option doubles tiroirs sur un même plan est assez pointu car il faut assurer une étanchéité parfaite entre les deux compartiments des tiroirs Hp et Bp. Malgré ce point important je décidait quand même de tenter l'expérience et si d'aventure ce système me pose trop de problèmes je peux toujours passer aux tiroirs cylindriques.
Je commençais par usiner la platine, j'ai trouvé un petit morceau de fonte qui fit parfaitement l'affaire. Moment pointu : l'usinage des lumières, là il faut être soigneux car de leur bien facture dépend le bon fonctionnement de la machine. Pour savoir comment j'ai déterminé les dimensions des lumières suivez ce lien → ici. Pour la suite il fallu fabriquer les parois de la chambre, pour ce faire j'ai utilisé des plaques de laiton (j'était en rupture de bronze) vissée et brasées.
Après le brasage le sablage, sans oublier le nettoyage minutieux. Je présentais la boîte sur la machine pour me donner une idée. A coté l'agréable découverte faite récemment... Un magnifique condenseur, tout prêt, juste à le décaper et le polir. C'est en fait un échangeur de moteur marin Sulzer, qui fera merveilleusement l'affaire
Ensuite j'attaquais des pièces qui rigidifieront les montants du bâti et qui serviront aussi de support pour les glissières et le stabilisateur. Ce sont de simples pièces en tube et méplat brasés ensemble.
Une fois terminés les rigidificateurs furent montés et percés outre les montants, le tout taraudé M8. Il me fallait ces pièces avant de pouvoir continuer car sur l'une d'elle vient pivoter le stabilisateur. Cette est maîtresse pour le fonctionnement de la machine car comme son nom l'indique elle stabilise la bielle dans le sens transversal. Sans elle pas question d'essayer la machine même à la main. Je soignais donc particulièrement la fabrication du palier. Comme ce palier absorbera une certaine force je décidais de le lubrifier à l'aide de graisse. Donc deux graisseurs Stauffer furent montés dans l'axe du pivot (sur la photo ci-dessus ils ne sont pas encore présents).
A ce stade il me fallais commencer à monter les glissières, la première idée était une barre rectangulaire (mâle) et un patin (femelle en bronze) coulissant autour.
Le trois photos ci-dessus montre respectivement une coulisse, les patins, et l'ensemble monté sur la machine. Cependant le résultat n'était pas très concluant, en effet la largeur de guidage du patin par rapport à la distance entre l'axe de la tige et la glissière étant trop petite le patin avait tendance à bloquer... donc tout parti à la poubelle et je pus tout recommencer. La seconde version fut la bonne, je décidai de doter ma machine de glissières plus conventionnelles,une plaque et deux cornières et le tour était joué...
La machine commençait à prendre forme...
Le volant d'inertie.
Le volant d'inertie est un accumulateur d'énergie venue de la machine qui sera restituée lorsque celle-ci en aura besoin, il en résulte une marche régulière et une augmentation du couple.
Pour réaliser le volant de ma machine je disposai d'un vieux pignon en bronze provenant du vapeur "Rhône" servant à entraîner les excentriques de distribution de la machine. Le poids du volant calculé (4kg pour un diamètre de 160mm) je me lançai dans le tournage du diamètre extérieur afin d'enlever les dents, une bague sertie sur le pourtour afin d'obtenir le bon poids et le bon diamètre et hop le tour était joué! Dernière photo, le rodage des excentriques sur le tour et le canal de graissage du maneton.
Pour la suite, un gros morceau, la distribution! Comme je l'ai déjà décrit je désirai doter cette machine d'une distribution à un seul excentrique par cylindre. Mon choix c'est donc porté sur le système Klug qui a la particularité de ne pas avoir de coulisse.
Ce système fut beaucoup employé sur les machines marines. En deux mots : Un excentrique (A) qui commande un levier (C), qui lui même actionne le tiroir de distribution, est relié à une biellette (B), cette biellette pivote sur un axe (D).
Lors de la rotation de l'excentrique (A) la biellette (B) oscille sur son axe (D) et imprime par là un mouvement elliptique à l'axe (E) qui se transmettra en mouvement vertical alternatif sur le levier (C). En déplaçant plus ou moins le point de pivotement (D) le mouvement elliptique en (E) aura tendance à plus ou moins augmenter réglant ainsi la marche de la machine .
Le système comporte un bloc qui sera le point de pivotement de la commande et de deux biellettes.
Le système s'avéra fonctionnel, mais ayant fait ma construction trop juste l'ensemble n'était pas suffisamment rigide. Je modifiai le tout en remplaçant les bielles par une glissière comme suit...
Petit break avec la machine pour entamer l'usinage du moteur Stirling qui entraînera le tirage de la chaudière. L'idée est d'utiliser une partie de la chaleur du foyer pour actionner un moteur qui fera tourner le ventilateur du tirage de la chaudière. Pour celles et ceux qui seraient intéressés par la technique des moteur Stirling, suivez le lien ci-joint Stirling
Les plans, la culasse, le piston et le cylindre moteur, le cylindre moteur et le cylindre du déplaceur.
Le brasage des raccords sur la chambre de circulation d'eau suivi par le perçage de la culasse sur le cylindre moteur ainsi que du palier de vilebrequin qui comporte un double roulement skf.
Là c'est le piston déplaceur ainsi que son palier et le support de palier. Pour ce moteur j'utilise le plus possible de l'aluminium part souci de surpoids.
Le piston moteur est en bronze dans lequel j'ai vissé une fourche en acier qui accueillera l'axe du piston. La crosse du pied de bielle est en bronze et la tige vient vissée à l'intérieure. La tête est en laiton et comporte un roulement à bille, le tout vissé à l'autre extrémité de la bielle.
Vue d'ensemble du moteur. Celui-ci fonctionne mais pas suffisamment pour entraîner la soufflerie, je dois donc revoir ma copie! En attendant de trouver une solution pour mon moteur Stirling je me suis mis à préparer mon hélice à pas variable.
Le choix d'une hélice à pas variable est, dans mon cas, pas très rationnelle. Sauf si l'engin en question est à disposition et que en plus, il est relativement ancien et assez esthétique. L'avantage avec ce système est que l'on peut régler à sa guise le pas de l'hélice en fonction du fonctionnement de la machine. De plus comme celle-ci sera équipée d'une dynamo cela me permettra d'utiliser la machine comme génératrice lors de long arrêt nocturnes ,par exemple, en supprimant le pas de l'hélice. Avant de pouvoir installer la "chose" dans la coque il fallait opérer quelques modifications sur les pales, que je désirai plus grandes.
Voici les photos de la découpe des "feuilles" d'origine, du taillage de l'âme afin de pouvoir recevoir les nouvelles pales.
Sur ces photos on peut apercevoir l'hélice avec ses nouvelles pales qui sont en inox,brasées et rivetées sur l'âme en bronze. Une anode est à prévoir pour éviter de mauvaises surprises dus à l'électrolyte obtenue avec ces deux matériaux en milieux aquatique. Le support du roulement dû être modifié pour pouvoir recevoir un nouveau palier aux cotes métriques (l'hélice est une watermota anglaise)
