Création d'une horloge

[Guillaume3D]

Bonjour à tous,

Une montre automatique à l'échelle d'une horloge, avec casiment toutes les pièces imprimées en plastiques, vous pensez que c'est faisable ?

Je me rends compte que le mouvement d'une montre mécanique ou automatiques n'est pas si complexe que ça, et encore moins si la taille et la précision du mécanisme n'est pas importante.

Je pense que ce serait un projet sympa, puis j'aime bien quand y'a des pièces de partout  

Modifié (le) Janvier 12, 2023 par Guillaume3D

[Jeff78s]

Hello,

Le problème est qu'une montre automatique se recharge au mouvement...

Donc plutôt une horloge mécanique je dirais

A+

[KpDp_3D]

 

Une montre n'est pas, je pense, à la portée du niveau de précision et de détails que même avec une buse de 0,2mm nos imprimantes peuvent atteindre.

Donc plus une horloge mécanique en effet.

Il faut une réserve d'énergie et la "remonter" Les horloges style comtoises comportent 2 poids ( 1 pour le mvt et l'autre pour les sonneries) qui doivent être remontés manuellement 1 fois par semaine.

Si on ne veut pas cette hauteur de colonne, il faut un ressort pour faire la réserve d'énergie.

Mais l idée est interessante !

[Guillaume3D]

Oui c'est sûr, il faut une grosse taille, puis la précision sera vraiment mauvaise si ce n'est existante, c'est plus pour faire un objet sympa, pour la réserve d'énergie, je pense à remplacer les ressorts cylindrique par des ressort "basiques" de forme cylindriques

[pommeverte]

Salut,

il y a 32 minutes, Guillaume3D a dit :

la précision sera vraiment mauvaise si ce n'est existante

Ben, pas tant que ça, vu que certains en font en bois. L'un des défis, ce sont les frottements .

il y a 32 minutes, Guillaume3D a dit :

pour la réserve d'énergie, je pense à remplacer les ressorts cylindrique par des ressort "basiques" de forme cylindriques

Ça, c'est loin d'être gagné, à moins de la remonter souvent . Y'a pas mal d'horlogers qui s'y sont cassés les dents .

Pour info, les horloges automatiques existent. Il y a la pendule Atmos par exemple .

 

Modifié (le) Janvier 12, 2023 par pommeverte

[methylene67]

Par ici : https://www.myminifactory.com/object/3d-print-tourbillon-mechanica-tourbillon-escapement-mechanical-clock-assembly-guide-pdf-in-description-124938

Il a aussi d'autre modèle, j'en ai fait un et c'est pas mal. J'avais même vu une vidéo d'un mec qui l'avait imprimé en grand pour le mettre sous une table transparente, couplé avec un petit moteur et un module arduino.

 

Il y a 5 heures, Jeff78s a dit :

Le problème est qu'une montre automatique se recharge au mouvement...

Les deux sont des montres mécaniques.

Une montre automatique se recharge en effet avec l'énergie cinétique générée par le mouvement du bras et du poignet (système de balancier), qui vient faire se déplacer le rotor (aussi appelé masselotte en forme de demi-lune). Cette masselotte permet de compresser au fur et à mesure des mouvements de la journée un ressort en spirales, qui constitue une réserve de marche (de quelques jours à 1 semaine selon les montres, certaines ayant 2 ressorts).

Une montre manuelle (celle dont tu parles) se recharge quotidiennement avec une clé (ou directement avec un des boutons de la montre) comme les horloges à pendule de nos grands-parents (sisi dans la vieille maison de campagne familiale dans la pièce de vie). Même principe que la montre automatique, ressort à spirales et réserve de marche (pour l'horloge des grands parents il n'y avait pas de ressorts mais des contre-poids). 

Voilà la minute horlogerie est terminée .

Modifié (le) Janvier 12, 2023 par methylene67

[Guillaume3D]

Ca donne pas mal d'idées tout ça

Je vais essayer de me casser les dents dessus tant que je garde la licence du logiciel de CAO de mon IUT  Ce sera pas fou-fou, mais bon ça m'a l'air pas mal comme projet, puis la partie CAO et étude du système va sûrement m'apprendre encore plus de choses, pour peut-être dans l'avenir des projets encore plus sympas !

[methylene67]

@Guillaume3D une autre idée 

 

[KiaVhar]

Hello  

Il y JBV Creative qui a fait une horloge, avec un design un peu différente de ce qu'on voit habituellement : 

 

En espérant que ca puisse t'aider ! 

[methylene67]

il y a 10 minutes, KiaVhar a dit :

Il y JBV Creative qui a fait une horloge, avec un design un peu différente de ce qu'on voit habituellement : 

Super intéressant comme vidéo.

[KpDp_3D]

Oui intéressant ! Il a refait le mécanisme d une horloge à poids comme une comtoise.

Il y en avait chez mes parents, héritées des grand parents... j'y ai fait du ménage et re lubrifié ...et elle fonctionne toujours.

Évidemment, pas du PLA mais bronze surement pour limiter les frottements et l usure des pièces.

Je pense que c est ce point là qui risque d’être prégnant avec du plastique imprimé

[Alpes86]

Une autre potentielle source d'inspiration  :

https://www.printables.com/model/69291-mechanical-wall-clock

Curieux de suivre ton projet en tout cas.

[Guillaume3D]

Merci pour toutes vos réponses, ça me donne pas mal d'idées !

Le 14/01/2023 at 16:05, KpDp_3D a dit :

Évidemment, pas du PLA mais bronze surement pour limiter les frottements et l usure des pièces.

Il y a carrément des rubis dans les montres pour minimiser au maximum les frottements, des vrais bijoux !  

Ce qui va être compliqué c'est de bien comprendre les relations entre le poids et la roue d'échappement (la pièce qui ressemble à un marteau et qui libère de manière très régulière l'énergie)

Modifié (le) Janvier 16, 2023 par Guillaume3D

[methylene67]

Il y a 2 heures, Guillaume3D a dit :

Il y a carrément des rubis dans les montres pour minimiser au maximum les frottements, des vrais bijoux !  

Alors ce n’est pas le même rubis qu’en joaillerie. Il s’agit de rubis d’horlogerie moins coûteux et il me semble aujourd’hui synthétique, qu’on appelle corindon.

[Guillaume3D]

Merci pour les précisions

[KpDp_3D]

Je parlais non pas de l'usure des axes (qui sont sur roulements à billes dans la vidéo) mais des frottements entres engrenages et celui de l échappement à ancre.

Dans une horloge type comtoise, le balancier bat la seconde. On doit avoir qq chose comme  P = 2 Pi x sqr( L / g )

P la période ; L la longueur du balancier et g autour de 9,81.

Dans un monde sans frottements, le pendule oscille en permanence. Les poids sont là pour compenser ces frottements.

Dans une comtoise, les poids sont plutôt lourds. J'ai souvenir, enfant, du fil qui les porte et qui casse en pleine nuit ; toute la maisonnée est réveillée

Je pense que le poids est dans le rapport du train d'engrenage par rapport à la rotation de l axe de l'échappement à ancre. Si le poids était sur l'axe de l échappement, on aurait une force égale au rayon de l'axe multiplié par le poids . Mais il faudrait un fil très long vu la rotation de l'axe de l'échappement. Si on met le poids au bout du train d'engrenage pour que l'axe tourne moins vite, il faut multiplier le poids par ce rapport d'engrenage.
Je dis cela intuitivement .. à vérifier quand même.
De mémoire, sur une comtoise, la longueur du balancier est réglable (qq cm de pas de vis) pour ajuster la période.

Merci à toi @Guillaume3Dde te pencher sur ce sujet passionnant.

[Guillaume3D]

Il y a 9 heures, KpDp_3D a dit :

Je pense que le poids est dans le rapport du train d'engrenage par rapport à la rotation de l axe de l'échappement à ancre. Si le poids était sur l'axe de l échappement, on aurait une force égale au rayon de l'axe multiplié par le poids . Mais il faudrait un fil très long vu la rotation de l'axe de l'échappement. Si on met le poids au bout du train d'engrenage pour que l'axe tourne moins vite, il faut multiplier le poids par ce rapport d'engrenage.

Je dis cela intuitivement .. à vérifier quand même.
De mémoire, sur une comtoise, la longueur du balancier est réglable (qq cm de pas de vis) pour ajuster la période.

T'as tout à fait raison -> (j'avais pas vu que c'était la même vidéo, désolé @KiaVhar )

J'ai juste du mal à comprendre comment le balancier ou la pendule fait pour garder de l'énergie, et ne pas s'arrêter au bout de quelques dizaines de secondes à cause des frottements... (voir l'EDIT en bas du post)

Ici, on doit atteindre les limites du FDM :

 

EDIT: 

Révélation

"La question, maintenant, c’est de savoir ce qui maintient les oscillations. En effet, la logique voudrait que les oscillations s’arrêtent après un certain temps puisqu’il y a perte d’énergie. Pour compenser l’énergie perdue, un contrepoids est fixé à la roue dentée. Il s’agit de celle qui est bloquée après chaque seconde.

Sous l’effet de son poids, la masse tire la roue vers le bas et celle-ci exerce une pression sur une dent, en lui transmettant ainsi une énergie qui compensera celle perdue. Après ce mouvement, le cycle recommence.

Par ailleurs, il est facile de comprendre qu’après la descente totale du poids, l’énergie perdue lors des frottements n’est plus compensée et l’horloge ne tarde pas avant de s’arrêter. Pour la remettre en marche, il suffit tout simplement de la remonter."

Pour moi, le contrepoids servait à délivrer l'énergie nécessaire à la rotation des différents engrenages, mais pas à entretenir l'oscillation via le marteau, c'est assez perturbant quand même à essayer de comprendre  

Le mécanisme pour convertir en secondes/minutes/heures n'est pas compliqué à re-créer, par contre je me demande si la forme des dents de la roue d'échappement à une réelle importance. C'est la forme qui compte, ou l'angle au degré près qui doit être parfait ?

-.

Si je lance le projet, j'assemblerais pour commencer un mécanisme trouvé sur Thingiverse ou autre afin d'être sûr d'avoir bien compris le système avant de commencer la partie CAO et de créer une horloge plus personelle

Ducoup je ne pars plus sur une montre automatique, mais sur une horloge murale ! Si il faut passer des dizaines d'heures sur un mécanisme, autant qu'il soit utile !  

Modifié (le) Janvier 17, 2023 par Guillaume3D

[KpDp_3D]

Citation

Pour moi, le contrepoids servait à délivrer l'énergie nécessaire à la rotation des différents engrenages, mais pas à entretenir l'oscillation via le marteau, c'est assez perturbant quand même à essayer de comprendre

En fait, c'est l'inverse. Le pendule, s'il était parfait et sans frottement dans l'air par exemple ne s’arrêterait pas. Si on le conçoit pour que sa période soit la seconde, il "suffit" d'un mécanisme qui entretient l'oscillation en compensant les frottements (même si le mécanismes ajoute à son tour des frottements). Le mécanisme d'échappement sert en même temps à récupérer le battement à la seconde.

Je pense @Guillaume3D que tu as raison de passer à une horloge murale, c'est plus démonstratif et plus valorisant.

Je pense aussi que depuis Huygens qui a conçu la première horloge en 1657 (merci wiki), des générations d'horlogers ont optimisé les mécanismes et je doute que l'on puisse bcp innover, en particulier sur la forme du mécanisme d'échappement.
Je vais parler comme un vieux, mais au siècle (et millénaire précédent), dans l'industrie, on qualifiait d' "horlogerie" quand on concevait un mécanisme de précision élevée. Cela pour dire du haut niveau technique de ces mécanismes.

J'ai lu que la longueur du balancier isochrone qui détermine la précision pouvait comporter un ingénieux mécanisme de correction des variations dues à de température (mercure, bi métal...).

Je vais continuer à suivre ton projet, toute la difficulté va être de modéliser et produire les pièces avec l'imprimante 3D.

Bon courage et continue à nous faire part de tes avancés

 

[Guillaume3D]

Il y a 1 heure, KpDp_3D a dit :

Je pense aussi que depuis Huygens qui a conçu la première horloge en 1657 (merci wiki), des générations d'horlogers ont optimisé les mécanismes et je doute que l'on puisse bcp innover, en particulier sur la forme du mécanisme d'échappement.
Je vais parler comme un vieux, mais au siècle (et millénaire précédent), dans l'industrie, on qualifiait d' "horlogerie" quand on concevait un mécanisme de précision élevée. Cela pour dire du haut niveau technique de ces mécanismes.

C'est sûr, c'est pas à 18 ans que je vais faire avancer l'horlogerie ! D'ailleurs je fais mes études à Besançon, grande ville d'horlogerie, je pourrais toujours demander des précisions à des professionnels qualifiés

Pour le mécanisme d'échappement, je pense que dès que le système peut maintenir la cadence, l'angle des "dents" n'est pas important, mais je modéliserais peut-être à partir d'un .dxf, pour être sur que le marteau et la roue soient "compatibles".

Si je me lance dans le projet, je ferais un .pdf résumant tout ce qui faut prendre en compte, nombre de dents, relations mathématiques, histoire de pouvoir faire son propre système. 

[jmarie3D]

il y a 2 minutes, Guillaume3D a dit :

'angle des "dents" n'est pas important

Si c'est important, c'est ce qui donne la petite "pitchnette" au balancier pour qu'il ne s'arrête pas.

[Guillaume3D]

J'ai fais pas mal de recherches, et si on veut faire les choses bien avec tout pleins de calculs c'est impossible, ce sera donc fait au pifomètre ! 

Les ratios des engrenages assurent la conversion des secondes/minutes/heures, mais aussi la transmission du couple fournie par la masse jusqu'au marteau, ce qui devient très vite très complexe pour calculer les meilleures ratios entre conversion et transmission. 

[Lorenzo78]

Il y a 2 heures, Guillaume3D a dit :

si on veut faire les choses bien avec tout pleins de calculs c'est impossible, ce sera donc fait au pifomètre ! 

Oui, après, si ton horloge tourne vraiment trop vite, tu pourras la reconvertir en ventilateur !

[Guillaume3D]

C'était plus dans le sens du calcul de la masse, ou du calcul la durée de fonctionnement du mécanisme, qui sera ajustée après plusieurs essaies

[Guillaume3D]

Echappement à ancre modélisé.

Diamètre: 116mm

Nombre de dents: *30

EDIT: 

J'ai basculé la suite de la conception sur Fusion 360, Creo n'a pas de modules pour la création d'engrenages, et vu les calcules de ratios, je me vois pas modéliser et faire tous les calculs sur les dents des pignons, c'est vraiment très complexe.

J'ai fait quelques modifications sur Fusion 360, mais je vais perdre beaucoup de temps les prochains jours, je n'ais jamais modéliser sur Fusion.

(vu la tête que prends le projet, si un modo passe par là @fran6p, je pense que ce serait mieux de mettre ce topic dans "Projets" et de le renommer "création d'une horloge" ou un truc du style, merci !)

Modifié (le) Janvier 21, 2023 par Guillaume3D

[fran6p]

Fait

Mes meilleurs vœux Guillaume