fabrication d'un tournebroche à contrepoid

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fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Mer 5 Déc 2018 - 19:06

Bonsoir à tous,

je lorgne un petit moment sur la fabrication d'un tournebroche à contrepoids, ce type de tournebroche remonte au XVII-XVIII. Une manivelle permet de faire monter un poids en hauteur qui entraine par gravitation un jeu d'engrenages et fait tourner la broche. Ayant une maison dans le style rustique j'en vois parfaitement un trôner près de ma cheminée avec la ferme intention de m'en servir. L'idée n'étant pas d'y faire cuire un bœuf entier mais plutôt un poulet, lapin ou tout autre pièce de viande. (que les végans me pardonnent) Very Happy

Après recherches sur le net je n'ai pas trouvé de plans mais quelques vidéos dont une magnifique réalisation tout en bois ici https://www.youtube.com/watch?v=tnm-3_NvBn4 la conception ne semble pas très compliquée pour un modèle "basique". je souhaiterais un tournebroche qui tournerait au rythme de 4 -5 tours minutes et pour laquelle il n'est pas nécessaire de mouliner toutes les 5 minutes pour faire remonter le poids !

ma réflexion porte sur plusieurs points :

- nombre de dents a utiliser pour les différents engrenages
- quel poids est nécessaire pour mouvoir l'engin
- l'utilité ou pas d'installer un régulateur (certains en sont équipés d'autres ne semblent pas !)

voici un des nombreux modèles trouvés sur le net pour vous montrer le style d'engin :




un en action : https://www.youtube.com/watch?v=mOTYNA7OQd8&feature=youtu.be

Quelqu'un aurait-il de l’expérience dans ce domaine ou des idées pour m'aider à concevoir ce projet ? merci à vous !
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  meles le Mer 5 Déc 2018 - 20:26

Pour le nombre de dents, a mon avis, il faut les compter sur une des photos (pour avoir une idée du ratio) et adapter en fonction du prix des engrenages.

Si on veut ne par remonter trop souvent le contre poids, admettons qu'il descende d'un mètre, si le tambour fait 14 cm de diamètre, le périmètre sera de 44 cm, soit grosso modo 2 tour et demi.
Sur une descente de 20 mn, partons d'une broche qui tourne 3 fois par minute (je n'ai aucune idée de la bonne vitesse), il faudra donc quelle fasse 20*3 tours en 20 mn, soit 60 tours pendant que le tambour en fera 2.5, la réduction sera donc de 60/2.5, soit 24 fois. Si le petit engrenage fait 10 dents, le gros en fera 240 (ce qui fait pas mal), mais on peut faire 2 réductions de 12 fois soit une cascade de deux fois 10/120 dents.

Suis pas sur d'être clair !

Bref, il faut commencer par déterminer la vitesse de rotation, et la durée entre 2 remontages
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  meles le Mer 5 Déc 2018 - 20:37

j'avais pas lu le 5 tour par minute, donc reprenons

5 tr/mn *20 minutes -> 100 à diviser par 2.5 -> 40 de réduction, pour un petit pignon de 10, grand pignons de 400 ou une cascade de 2 fois 10/200


Dernière édition par meles le Mer 5 Déc 2018 - 20:39, édité 1 fois
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Mer 5 Déc 2018 - 20:38

Je pense piger une partie de ton raisonnement qui semble être déjà beaucoup plus avancé que le mien sur le sujet ! Tu as raison je vais essayer de compter le nombre de dents pour me donner une idée. Je pense que la vitesse est liée au "moteur" dans mon cas le poid qui plus il est lourd plus il devrait descendre vite je suppose. Ma hauteur sous plafond est de 2,70metres disons 2,50 pour tenir compte de l'encombrement du poid et de la poulie au plafond. Si je n'arrive pas à calculer de manière précise je pense m'orienter vers des pignons en mdf pour fabriquer un prototype et faire des tests merci en tout cas de te pencher sur mon projet 😊

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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  meles le Mer 5 Déc 2018 - 20:43

je supposes que tu as déjà visité ce site : http://www.cuiralatre.com/tournebroche%20contrepoids.htm

@+
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Mer 5 Déc 2018 - 20:46

meles a écrit:je supposes que tu as déjà visité ce site : http://www.cuiralatre.com/tournebroche%20contrepoids.htm

@+

Jai commencé par là ! C'est magnifique mais pas donné !!

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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Strib le Mer 5 Déc 2018 - 22:10

Salut à tous !

C'est clair que c'est un beau projet, ambitieux.
Ça a l'air passionnant à regarder en tous cas. Pas facile à caser, mais très sympa.
J'avais déjà aperçu un système de ce genre dans une auberge en Savoie, ce modèle était fixe (vissé au mur).
Pour les rapports de boîte, heureusement que le couple "stabilisateur" engrenage et vis sans fin entre également en compte pour la démultiplication finale, cela permet de jouer plus facilement sur la vitesse de finale.
Je compte 64 dents sur la grande couronne de droite, et 7 ou 8 dents sur son petit pignon. Ça donnerait des diamètres de 35 mm pour le petit et 224 mm pour le grand (module 3.5).
Ce qui parait cohérent visuellement.


Je vais suivre avec intérêt !

A+
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http://www.strib.fr

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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  bricolo36 le Jeu 6 Déc 2018 - 12:00

Sujet très intéressant ça vaut le coup de se pencher sur le problème.
Bon succès
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Jeu 6 Déc 2018 - 18:37

J'ai fais quelques calculs qui sont peut être complètement faux et je vous les soumets pour vérification et où correction !

1) je souhaite que mon poids mette 60 minutes pour descendre de 250 cm. En prenant un tambour de diamètre 10 cm son périmètre sera de 31,4cm. Un produit en croix nous permet de dire que pour dérouler 31,4cm soit 1 tour complet il faudra 7,5 minutes. Concernant cette partie qui n'est pour l'instant que théorique. Je me demande si la vitesse souhaitée n'est pas trop lente et si un poids permettra de descendre aussi lentement scratch  (c'est peut être la qu'intervient le régulateur scratch )


2) en admettant que ma première partie est correcte et également réalisable je vous propose ma seconde réflexion sur le sujet. Voici un petit schéma qui n'est ni à l'échelle ni représentatif mais simplement la pour illustrer mes propos donc soyez cool Very Happy




Sur l'axe de mon tambour un engrenage de 50 dents numéroté 1 qui engrène un pignon de 8 dents numéroté 2

Quand mon tambour fait un tour complet l'axe du pignon de 8 dents en aura fait 6,25

Sur l'axe du pignon de 8 dents un engrenage de 50 dents numéroté 3 qui fera donc lui aussi 6,25 tours

L'engrenage numéro 3 engrène le pignon numéro 4 de 8 dents. quand le pignon numéro 3 fait un tour le numéro 4 en fait 6,25

En conclusion le pignon numéro 4 ( celui du tourne-broche) fera 6,25 x 6,25 tour donc 39,06 pour un tour de tambour qui dure 7,5 minutes. Mon tournebroche fera donc 39,06/7,5 =5,2 tours par minutes pour une valeur recherchée de 5 tr/min  cheers
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  niaproun le Jeu 6 Déc 2018 - 18:54

Ave
reste à calculer la force. Si tpn rapport de vitesse est de 40 pour la force ce sera pareil et avec un tambour de seulement 10cm de rayon le moment exercé sur un bras de levier de seulement 5cm risque de t'imposer un poids un peu lourd, ce qui n'est pas impossible mais jouera sur les éléments constitutifs à choisir et sur la "transportabilité" du système.
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Jeu 6 Déc 2018 - 21:59

Merci pour cette réflexion très intéressante 😊 le système sera fixe après il est évident que je ne compte pas mettre un poids de 20 kg ! Mes éléments n'étant pas non plus figé je pourrais toujours augmenter le diamètre du tambour si nécessaire pour augmenter le bras de levier. Je pense étudier ça sur un prototype. Il doit exister des formules savantes pour calculer ces paramètres je vais me pencher la dessus à suivre...

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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  bricolo36 le Ven 7 Déc 2018 - 6:12

Bonjour
Les réflexions sont très intéressantes mais je suis étonné de ne pas voir l'importance du régulateur dans ce système c'est quand même lui le "papillon du carburateur"
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  meles le Ven 7 Déc 2018 - 6:28

bricolo36 a écrit:Bonjour
Les réflexions sont très intéressantes mais je suis étonné de ne pas voir l'importance du régulateur dans ce système c'est quand même lui le "papillon du carburateur"

Ne soit pas étonné, c'est sûrement parce que c'est la pièce la plus compliqué a mon avis. Je suis même pas sur de comprendre comment ça fonctionne.

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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  chado le Ven 7 Déc 2018 - 6:49

Bonjour

Les boules de Watt en sont l'origine.
https://fr.wikipedia.org/wiki/R%C3%A9gulateur_%C3%A0_boules

Amicalement
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  meles le Ven 7 Déc 2018 - 6:57

Bonjour Dominique,
c'est le premier truc auquel j'ai pensé, mais autant je comprend le fonctionnement des boules de watt qui modifie la position du régulateur en fonction de la force centrifuge, autant sur un sans autre mécanisme que les poids sur une tige fixe, j'ai du mal.

@+
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  chado le Ven 7 Déc 2018 - 7:21

Bonjour Blaise.

Je pensais aussi au régulateur éolien (avec de larges pales) dans une boite à musique.
La régulation n'est là que pour ralentir l'accélération qui serait continue, s'il n'y avait pas ces boules.
Comprends-tu ce que je veux dire ! Car après relecture, c'est à peine clair pour moi.
Tu sais le truc avec le bidule qui fait que que le machin ne peut pas dépasser une certaine vitesse.
Je ne sais pas si je suis plus clair. scratch

Amitiés
Dominique
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  bricolo36 le Ven 7 Déc 2018 - 7:45

Pas seulement une régulation mais aussi à régler la vitesse en fonction de la position des masselottes, sur une machine à vapeur ce mécanisme agit sur l'admission vapeur dans le cylindre
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Pat78 le Ven 7 Déc 2018 - 9:01

Bonjour

Je pense qu'il y a une différence de principe :
- le régulateur à boules permet d'asservir la "commande de gaz" (le papillon , le tiroir vapeur ...) pour respecter une consigne de vitesse du moteur
- le régulateur éolien crée un frein pour obtenir une vitesse relativement constante du moteur.
Son intérêt (outre sa réalisation "simple") doit venir du fait que la résistance aérodynamique (la traînée) augmente avec le carré de la vitesse donc varie beaucoup pour un faible écart de vitesse.
Par ailleurs pour dimensionner la puissance du moteur (ie le poids des lests) interviendrons  les frottements dans les trains de pignons mais aussi le balourd admissible sur la broche.
L' expérimentation sera surement plus fiable que le calcul !

Amitiés
Patrick

Edit
Sur la première photo du fil, les masselottes (au bout des chaînettes) doivent avoir une fonction différente : lorsque la vitesse baisse (fin de course du treuil) au lieu d'être écartées par la force centrifuge, elle pendent plus ou moins à la verticale et viennent heurter le timbre de sonnette (en arrière plan) pour alerter sur l'arrêt imminent de la rotation.


Dernière édition par Pat78 le Ven 7 Déc 2018 - 9:13, édité 1 fois
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Scarta le Ven 7 Déc 2018 - 9:09

Merci à tous pour votre participation ! Le régulateur semble en effet la pièce la plus compliquée. Je ne sais pas si vous avez regardé les vidéos que j'ai mis dans mon premier message mais sur la seconde on dirait que la personne fait carrément démarrer le tournebroche grâce au régulateur !!

https://www.youtube.com/watch?v=mOTYNA7OQd8&feature=youtu.be
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Re: fabrication d'un tournebroche à contrepoid

Message  Pat78 le Ven 7 Déc 2018 - 9:21

Re-

Le démarrage manuel est lié à l'engrenage utilisé pour le régulateur : vis sans fin et pignon.
En général ce type de couple est utilisé pour son caractère irréversible : la vis peut entraîner le pignon mais pas l'inverse.
Il faut un dimensionnement particulier du pas de la vis et des matériaux (coefficient de frottement) pour entraîner la vis par le pignon, un petit coup de pouce au démarrage est aussi le bienvenu.
On voit aussi sur cette vidéo ce qui doit être des masses d'équilibrage, sur un support en croix entre moteur et broche, pour réduire l'effort demandé au moteur.

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