Petit défi en matière de conception mécanique...

[Axel]

Bonjour à toutes et tous, 

Mon “pistolet" d’arrosage Gardena ayant rendu l’âme (voir le modèle ci-dessous), j’ai pensé que ce serait amusant d’en modéliser un moi-même et de l’imprimer, plutôt que d’en acheter un autre.  

Sur les plateformes de téléchargement, il y a d’innombrables accessoires de raccordement et autres pour Gardena.

J’ai essayé les raccords rapides à un tuyau et ils fonctionnent très bien. 

 

Mais il n’y a aucun modèle complet de type "pistolet" avec une gâchette pour fermer ou ouvrir le conduit d’eau sous pression.

 

Et c’est là que réside le défi : comment concevoir un mécanisme simple à intégrer dans le design complet d'un “pistolet" pour faire office de vanne et qui fonctionne comme une gâchette (pas de mécanisme avec pas de vis).

J’ai démonté partiellement mon pistolet : on peut voir qu'il y a un embout très fin cachant certainement une vanne montée sur un ressort dans le conduit d’eau et  qui dépasse de celui-ci.

Cet embout se pousse grâce au bras de levier de la gâchette : et il faut ce bras de levier car le ressort est très puissant pour contenir la force de la pression d’eau.

 

J’ai essayé diverses solution sans succès : je butte toujours, soit sur la force à exercer pour fermer le conduit, soit des fuites d’eau incontrôlables !

Donc ma question aux plus ingénieux d’entre nous : quel mécanisme pourrait remplacer celui de Gardena et qui puisse s’imprimer en PETG ou en flexible par exemple avec une imprimante de type fdm ?

PS : Gardena se garde bien de fournir les dessins ou plans de ses mécanismes !

 

Axel

[pjtlivjy]

il y a 48 minutes, Axel a dit :

J’ai essayé diverses solution sans succès : je butte toujours, soit sur la force à exercer pour fermer le conduit, soit des fuites d’eau incontrôlables !

peux tu nous en dire plus sur tes divers essais ? la gâchette que tu as imprimée casse ?

[pat30]

C'est parce que tu pense à l'envers...

Il n'y a pas de ressort dans ces pistolets, c'est la pression de l'eau qui ferme le clapet et ta main pousse ce clapet pour la laisser passer.

D'ailleurs lorsqu'un pistolet reste ouvert il suffit de quelques gouttes de dégrippant ou mieux huile silicone et ça repart immédiatement.

[gerardm]

il y a 16 minutes, pjtlivjy a dit :

la force à exercer pour fermer le conduit

Tu n'as pas besoin d'une force colossale.

L'astuce c'est de se servir de la pression de l'eau pour exercer une force de fermeture du clapet.

Imagine une piéce de monaie soumise à la pression de l'eau des deux cotés elle est en équilibre et ne bouge pas (on néglige le frottement éventuel et la pesanteur).

Si maintenant j'applique sur un coté la force d'un petit ressort, elle n'est plus en équilibre et elle se déplace du coté opposé au ressort.

Si cette pièce bouge et bloque sur le trou d'arrivée d'eau, j'ai fermé mon robinet.

Vient sans doute 2 questions :

Comment j'amène mon eau de l'autre coté si le robinet est fermé ? je fais un tout petit trou (ou je mets un petit tube).

Comment j'ouvre mon robinet ? je ferme mon petit trou (Force=Pression x surface de petit trou (ou section de mon tube)

Il faut bien entendu  que l'effort du ressort soit inférieur à la force de l'eau (force = pression de l'eau x surface de la pièce)

Bien sur la piéce de monaie n'est qu'une image, il faut un piston creux ou une membrane déformable.

J'arrête mon baratin car c'est l'heure du repas et on commence à crier fort.

[Axel]

 

Tout d’abord, merci pour vos réponses.

 

je procède par étapes.

@pjtlivjy

je n’en suis pas encore à modéliser une gâchette car cela implique qu’une pièce puisse coulisser et passer au travers de la paroi du conduit d’eau lorsque l’on appuie sur la gâchette. A l’image du boisseau que l’on devine sur le pistolet Gardena.

 

Dans celui-ci, le petit boisseau coulisse (est repoussé vers l’intérieur du conduit) mais l’eau ne fuite pas ! Malgré la pression de l’eau de la ville.

Et c’est là un premier défi : comment maintenir une étanchéité d’un mécanisme coulissant ? 

Avec une fermeture à vis, l’étanchéité est déjà compliquée à obtenir. (les plombiers doivent utiliser du chanvre+colmat ou du téflon enroulé sur le pas de vis pour y arriver). Je n’y suis pas vraiment arrivé avec un premier test d’étanchéité sur base du raccord rapide de Gardena (voir photo ci-dessous)

 

Ensuite, il faudrait que ce boisseau maintenu en place par la pression de l’eau, selon l’idée de @pat30, permette un arrêt complet de l’écoulement de l’eau dans le conduit même. (voir dessin mécanisme de base)

Et c’est là le deuxième défi : comment insérer une pièce dans ce conduit ?

 

Pour contourner ces difficultés, j’ai imaginé un conduit en matière souple que l’on presse pour empêcher l’eau de passer, à l’image du ballon que l’on gonfle et que l’on maintient gonflé en serrant fortement l’embout avec ses doigts.(= position de la gâchette au repos et qui coupe le passage de l’eau)

Avec du filament flexible en stock (semiflex de Ninjatek assez ancien), il m’a fallu 3 parois de 0,6 pour avoir une étanchéité de la matière elle même. (avec une paroi de 1,2mm plus souple, l’eau passe au travers du TPU)

Avec cette épaisseur de 1,8mm, il n’est presque plus possible de presser le conduit pour le fermer.

Il faudrait pouvoir essayer avec du TPU plus souple mais je n’en ai pas.

 

Photo 1 : test du raccord rapide avec une vis faisant office de bouchon pour tester l’étanchéité du PETG et du pas de vis : échecs

Photo 2 : dessin du mécanisme imaginé au départ mais impossible pour le moment à concrétiser

Photo 3 : dessin du mécanisme avec conduit souple à presser : le conduit souple ne se ferme pas complètement malgré divers profils essayés.

autres photos : conduit souple seul, emboîté sur un raccord Gardena

autres photos

[pat30]

Il y a 6 heures, Axel a dit :

comment maintenir une étanchéité d’un mécanisme coulissant

Ça c'est le plus simple enfin tout est relatif, simplement en utilisant un joint torique enduit de graisse, par contre la taille du conduit doit être parfaite et lisse.

 

Il y a 6 heures, Axel a dit :

comment insérer une pièce dans ce conduit ?

Il y a toujours la place pour le rentrer comme pour le sortir, donc conduit plus gros ou bouchon à vis à l'opposé.

De mon point de vu cherche plus simple que de mettre un clapet, regarde par exemple le fonctionnement d'un pistolet à peinture, l'action de la poignée sur l'aiguille.

J'avais une paire de pistolet d'arrosage sur ce principe.

 

[gerardm]

Autre source d'inspiration possible :

Le robinet de chasse d'eau.

[Axel]

@pat30 : j'y avais aussi pensé mais je ne crois pas que le mécanisme sur un airless soit plus simple : on aura toujours un mécanisme traversant très (voire trop) difficile à réussir au niveau étanchéité avec une simple FDM.

@gerardm : à mon sens, ce n'est pas comparable : moins de pression d'eau au fond du réservoir et le mécanisme traversant (ici la paroi de la réserve d'eau) se trouve justement dans une zone où il n'y a pas d'eau.

Je continue à réfléchir et je crois que je vais désosser encore un peu plus mon pistolet pour isoler la vanne du Gardena et mieux comprendre comment ils ont réussi ce tour de force !

Je suis d'accord pour dire que c'est probablement très simple (mais diablement efficace !) et très bon marché à construire.

Il y également d'autres fabricants qui proposent des pistolets à gâchette mais aucun ne partagent leur technologie !

En tous cas, merci de vous intéresser à ce petit problème d'ingénierie sans enjeu puisqu'un pistolet de ce genre coûte de 15 à 30€ max.

Mais le défi est intéressant à relever : j'ai le temps, c'est pour le printemps-été que je souhaiterai en avoir un de fonctionnel ; pour le moment il flotte et neige abondamment et les plantes n'ont pas besoin d'eau additionnelle !

 

 

[gerardm]

Il y a 2 heures, Axel a dit :

moins de pression d'eau au fond du réservoir

je pense qu'on ne s'est pas compris.

Je parle du  remplissage du réservoir et pas de son évacuation.

[pat30]

Il y a 7 heures, Axel a dit :

airless

??? surtout pas un airless, ça c'est encore un autre système qui à une pompe haute pression.

je parlais d'un pistolet à peinture standard , l'aiguille qui bloque la peinture, c'est la même chose que ton clapet mais en ligne donc plus simple

[Axel]

Le 06/01/2025 at 12:12, pat30 a dit :

Il n'y a pas de ressort dans ces pistolets, c'est la pression de l'eau qui ferme le clapet et ta main pousse ce clapet pour la laisser passer.

@pat30 : contrairement à ce que tu as dit, il y a bien un ressort dans le mécanisme qui est composé de 2 pièces certainement en nylon et munies de joints toriques.

L'embout qui ressort du conduit est assez dur à repousser même sans ressort : l'ajustement est très serrant et sans doute impossible à réaliser avec une FDM

Je continue à chercher...pour le fun

 

[pjtlivjy]

bonjour @Axel c'est typiquement le genre de pièce que je réaliserais en impression poudre SLS parce que si petit et avec autant de contraintes, je ne serais  pas serein 

Modifié (le) Janvier 8 par pjtlivjy

[Axel]

Tout à fait d'accord avec toi, ce genre de mécanisme n'est pas réalisable avec une imprimante "basique" : cela demande trop de précision, même pour une Bambu Lab !

C'est pour ça que je vais continuer à chercher une solution qui contourne le problème d'un mécanisme traversant

Mais n'hésitez pas , si vous avez un shéma fonctionnel à partager... !

Modifié (le) Janvier 8 par Axel

[pjtlivjy]

tu as combien de pression ?

une vanne quart de tour, comme sur les lances à incendie c'est simple et fonctionnelle 

[Axel]

Pour moi, le grand intérêt d'un pistolet à gâchette, c'est de pouvoir le tenir et agir sur la fermeture-ouverture avec une seule main.

En fait, je me sers surtout de ce pistolet pour nettoyer mon vélo : une brosse dans une main et le pistolet dans l'autre : pratique et confortable.

[pjtlivjy]

bien d'accord, il y a un système que j'utilise parfois au boulot, je ne sais pas comment c'est fait dedans mais c'est un tuyau Assez rigide que l'on plie d'une main

voilà ce que j'ai trouvé de plus approchant Flexi Lance

Modifié (le) Janvier 8 par pjtlivjy

[pat30]

Il y a différent système, le ressort doit être là pour compenser le manque de pression.

Apres, si c'est pour une utilisation intensive achete un pistolet en laiton dans la gamme pro, tu vas le payer c'est clair mais tu le garde à vie, les modèles pour la restauration c'est le top.

[Axel]

Très intéressant cette flexilance : voici un lien vers youtube et une petite demo. :

Je suppose qu'à l'intérieur, il y a un mécanisme à clapet et que le tuyau lui-même fait office de ressort et qui ramène automatiquement le mécanisme en position fermée.

[pjtlivjy]

et puis c'est vraiment fiable @Axel, celle que l'on a, le tuyau c'est du Trelleborg donc vraiment résistant car ça sert en environnement industriel et bien, elle doit être utilisé depuis 10 ans sans fuite et elle est sur une ligne ou il y a surpresseur.

[pat30]

c'est pas mal ce truc, je connaissais pas, merci de l'info

[pjtlivjy]

Il y a 5 heures, pat30 a dit :

c'est pas mal ce truc, je connaissais pas, merci de l'info

oui c'est très peu connu, au boulot on appelle ça le Karcher du pauvre avec le recul on devrait le rebaptiser le Karcher écolo c'est plus green et branché