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Mécanismes astronomiques

SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
  • Auteur de la discussion
  • #1
Bonjour,
Là tout est mélangé.
J'avais pensé ouvrir sur Usinages une discussion "Mécanismes Astronomiques", comme je l'ai fait sur un autre forum il y a presque 9 ans, mais j'ai préféré y renoncer.
Le but aurait été de venir exposer son projet perso et de poser des questions sur:
1- Le bien fondé de ses choix, demander des conseils
2- La mécanique céleste
3- Les trains d'engrenages pour réaliser telle ou telle fonction
4- La fabrication de ces engrenages, si on veut rester dans la tradition horlogère
5- La fabrication d'engrenages en impression 3D (éventuellement, parce que cela peut se traiter dans le rubrique 3D du forum)
6- L'approvisionnent en engrenages du commerce
7- Des exemples de réalisation.
8- Le calage initial des mobiles pour se mettre à jour par rapport au ciel réel
etc.

Le point 8 par exemple n'est pas simple. Il m'est arrivé d'aider un jour quelqu'un qui avait hérité d'une horloge astronomique réalisée par son grand père et il ne savait pas l'initialiser.

Le point 3 non plus, même si on a l'impression que tout a déjà été fait. On peut tomber sur des cas nouveaux.
Le dernier exemple que je connais était celui d'un monsieur qui réalisait un cadran astrolabique, inspiré de celui de la cathédrale de Saint Omer, mais il voulait ajouter l'aiguille du Dragon(*) qui n'existe pas à Saint Omer. Il a ramé longtemps avant de tomber sur la discussion que j'avais ouverte et je lui ai apporté la réponse.
J'ai déjà posté cette photo sur Usinage, mais voici par exemple le rouage "prototype" auquel il est arrivé et dont les calculs sont complexes, pour deux raisons: la mécanique céleste associée est complexe, et il ne s'agit pas de trains de rouages linéaires, mais de trains à pignons satellites (trains planétaires....ça tombe bien).

Réalisation de Serge Vieillard:
(il suffit de taper sur l'Net: "Horloges Astronomiques Mécaniques, motivation, histoire" et on y arrive, vers la fin de la discussion).

Mecanisme Astronomique.jpg


(*) L'aiguille du dragon correspond à la ligne des noeuds de l'orbite lunaire et son alignement avec l'aiguille de la lune et l'aiguille du soleil indique les saisons d'éclipses.
 
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serge 91
serge 91
Lexique
18 Février 2010
5 829
FR-91 Brétigny sur Orge
Le but aurait été de venir exposer son projet perso et de poser des questions sur:
Pour moi, le gros probleme, c'est le point 4 !
C'est lui qui amène des digressions à n'en plus finir sur Maître Chose et Maître Machin, le Bien, le Mal, le Moi et l'Autre....
Le sujet n’intéressera pas tout le monde, c'est sur, mais il ne fera fuir personne...
 
SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
  • Auteur de la discussion
  • #4
Bonjour, :-D
Il m'arrive quelques fois, quand je vais annoncer à mon entourage une idée qui peut le surprendre, de préparer le terrain en disant: " l'idée m'est venue en voyant ma grand-mère donner du blé aux poules,.....on pourrait........".

Là je suis obligé de dire: "cette discussion s'est ouverte pendant que je profitais de la belle journée d'aujourd'hui pour faire le tour de ma ferme, afin de recenser les désordres provoqués par les deux jours de tempête qui ont précédé dans tout le Sud Ouest de la France, et de commencer à les réparer, par ordre de criticité".

Oui en effet, j'ai eu une grosse surprise après être rentré à la maison et avoir ouvert le forum Usinages, de tomber sur cette discussion.
On m'avait fait un petit cadran astrolabique dans le dos :o .....Cela vaut mieux que d'attraper la scarlatine. :wink:
Merci @jms , c'est en effet maintenant chose faite !
Il n'y a plus qu'à poster .....et à avoir des discussions sympathiques entre passionnés.
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
  • Auteur de la discussion
  • #5
Re,
Pour moi, le gros probleme, c'est le point 4 !
C'est lui qui amène des digressions à n'en plus finir sur Maître Chose et Maître Machin, le Bien, le Mal, le Moi et l'Autre....
Le sujet n’intéressera pas tout le monde, c'est sur, mais il ne fera fuir personne...
Oui en effet, mais j'espère que tout se passera bien, et tous ensemble nous y veillerons.

Sans chercher à remuer le passé, je veux juste dire que pendant des années j'ai renoncé à ouvrir cette discussion :
- Parce que ce sujet n'intéresse que peu de monde (mais est quand même toujours en lien avec l'usinage ou la mécanique)
- Parce que je ne savais pas dans quelle rubrique l'ouvrir et celle qui peut sembler naturelle, à savoir l'Horlogerie, me paraissait poser problème.

Les mécanismes astronomiques sont en général associés à un mécanisme chronométrique (les plus connus sont les horloges de cathédrales) qui introduit la variable temps et qui fait que le mécanisme astronomique reste synchrone avec la Grande Horloge Mère, celle constituée par le système solaire, ce qui lui permet de reproduire "en temps réel" le comportement des astres sur ses cadrans.
Mais il y a des exceptions, et la plus fameuse est la machine d'Anticythère qui ne comporte pas d'horloge. C'est une sorte de calculateur qui modélise le comportement de certains astres. Les logiciels d'astronomie sur PC ne sont aussi que des modélisations.
Bien sûr la variable d'entrée est la variable date, c'est à dire un repère dans le temps. Mais on n'est plus en temps réel. On peut naviguer dans le passé ou dans le futur.

Par contre les contraintes mécaniques sur les rouages d'un mécanisme astronomique sont moindres que celle qui s'appliquent à un mouvement d'horlogerie, et donc des solutions technologiques complètement différentes peuvent être envisagées.
Dès lors, si on parle d'engrenages qui ne sont pas ogivaux par exemple, on peut incommoder les horlogers ET les amateurs d'horlogerie qui fréquentent assidûment la rubrique horlogerie. On le comprend fort bien.

Si on parle d'engrenages réalisés en impression 3D, là c'est carrément l'émeute! Et on peut le comprendre aussi.
C'est un sacrilège pour la tradition horlogère et pourtant c'est une bonne solution pour le maquettage d'un mécanisme astronomique, ou même pour des réalisations définitives à destination pédagogique sur petit budget.
(Je dis maquettage et pas prototypage, parce que les mobiles réalisés en 3D n'ont rien à voir avec des mobiles d'horlogerie, tant au niveau dimensionnel qu'esthétique. Mais pour valider les modèles de comportement des astres qu'on s'est donnés, ou les calculs de trains d'engrenages, une maquette imprimée en 3D peut éviter de se "planter" et d'entrer sans certitude dans une réalisation en laiton et en acier très coûteuse en temps passé).
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
  • Auteur de la discussion
  • #6
Je me permets un tout dernier post d'ouverture de la discussion.
Il n'est bien sûr pas question de la régenter, d'orienter la façon dont elle doit vivre.
Les posts viendront ou ne viendront pas, de quelque membre que ce soit, et tel que bon lui semblera !

Je suggère juste, et je ne dois pas être le seul à le penser, que soit évité ce que l'on voit trop souvent dans des discussions, à savoir "balancer" à tout va des tas de liens internet, de photos, de vidéos, bien sûr en rapport avec le thème général de la discussion, mais sans lien avec les discussions précises qui se passent à ce moment là.
On pourrait par exemple d'emblée poster des tas de photos d'horloges astronomiques de cathédrales, de réalisations individuelles, etc.
Mieux vaut le faire au moment ou cela vient étayer une argumentation en cours, au moment opportun.

Un dernier point. Peu de monde s'intéresse aux mécanismes astronomiques sous l'angle "de la reproduction mécanique du mouvement des astres", mais il existe dans ces mécanismes des "astuces mécaniques" qui peuvent intéresser tout homme ou femme qui aime la Mécanique, et il n'en manque pas sur ce forum.
C'était juste pour dire: "venez donc ici, de temps en temps, même si vous n'avez pas la tête dans les étoiles". :-D
@+
 
sergepol
sergepol
Compagnon
20 Mai 2012
1 546
Flers 61100
Peut-être qu'il y aura des roues elliptiques pour que je découvre comment elles sont taillées.
Salutations.
 
SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
  • Auteur de la discussion
  • #9
Peut-être qu'il y aura des roues elliptiques pour que je découvre comment elles sont taillées.
Salutations.
OK @sergepol , on trouvera des mécanismes astronomiques qui règlent le problème de l'ellipticité des orbites, mais malheureusement pour toi, pas forcément avec des roues elliptiques. Je suis sûr de trouver des roues obliques (A. Janvier, J. B. Schwilgué), des roues ondoyantes (encore A. Janvier), des roues elliptiques.......... on va chercher dans quel mécanisme astronomique il y en a.
Sinon on trouvera ailleurs comment tailler ces roues. J'ai eu un jour une discussion là dessus. Mais Où?

EDIT: @sergepol
C'est sur notre forum qu'on avait parlé des engrenages non circulaires.....mais taillés par CNC. On doit pouvoir découper au fil aussi.
Tu peux aller poser ta question dans cette ancienne discussion.
Carlos 78, le grand spécialiste de ces engrenages, dit dans son post#10 que c'est grâce à moi qu'il a eu l'idée de se lancer là dedans..... mais c'est lui qui a fait le boulot! :smileJap:


Il me semble que le problème de denture n'est pas le même si tu veux une roue elliptique engrenant sur une autre roue elliptique (entraxe constant) ou engrenant sur une roue circulaire (entraxe variable) et aussi si tu veux aussi une denture droite ou hélicoïdale pour ton engrenage non-circulaire :

Elliptique.jpg


NonCirculaireHelicoidaux.jpg
 
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SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
Bonjour,
on devrait pouvoir faire ça, non
Je vois deux réponses à faire, mais toute autre réponse sera la bienvenue:

1ere REPONSE dans le sujet des mécanismes astronomiques.
Les orbites de tous les astres principaux du systèmes solaire sont des ellipses, avec une excentricité plus ou moins marquée.
Dans la plupart des mécanismes astronomiques on fait simplement l'impasse là-dessus et on considère une orbite circulaire.
Dans certains mécanismes plus sophistiqués, l'excentricité de l'orbite est prise en compte. Comment?
- Je ne retrouve pas encore d'exemples d'utilisation de roue elliptique pour prendre en compte l'orbite elliptique. Mais je cherche.
- Il y a des approximations. Par exemple, dans son Equation Du Temps, Antide Janvier a pris une roue circulaire, mais décentrée de deux fois l'excentricité de l'ellipse. Il l'a aussi inclinée pour tenir compte de l'inclinaison de l'axe de la terre. On pourra un jour détailler ici la description de ce mécanisme et la fonction astronomique qu'il vise à reproduire.

Janvier EDT.JPG


2eme REPONSE un peu hors sujet.
Une roue elliptique peut engréner sur une roue elliptique à entraxe constant. Sinon, comme dans ton exemple l'entraxe varie forcément au cours du mouvement.
Quant au taillage des roues elliptiques, il me semble qu'il est relativement facile à réaliser en commande numérique, par fraise ou en découpe, fil, laser. Il doit être bien plus difficile avec une fraise en matériel conventionnel (envisageable seulement sur des séries). Les spécialistes des engrenages le diront.
Les équations mathématiques relatives à cet usinage sont indiqués dans bon nombre de documents disponibles sur Internet.
 
Papygraines
Papygraines
Compagnon
21 Janvier 2019
1 545
Lorraine
Bonjour à tous,
J'ai lu avec attention tous les posts précédents et je ne vois pas de raisons à une non-publication ! C'est intéressant, passionnant, cela amènera forcément beaucoup de questions et de multiples réponses et solutions !
Alors merci d'avoir lancé le sujet !
J'ai par le passé pas mal bidouillé pour faire des maquettes simples (genre système terre-lune pour expliquer les phases lunaires) ou des outils permettant aux gamins de comprendre les saisons, les positions du soleil, la mesure d'un angle... C'est un sujet qui les passionne ! Ils sont curieux et avides de réponses à leurs questions... Alors tout ce qui pourra simuler, expliquer, ce que le Ciel nous réserve est bienvenu.
Merci Sulren !
A+
PG
 
SULREN
SULREN
Compagnon
27 Janvier 2009
2 982
FR-31 Communauté des Hauts Tolosans
Et une liaison comme ça entre les pignons
Serge, je ne comprends pas ce que tu veux réaliser comme fonction dans un mécanisme astronomique avec ton montage du post#13.
A quoi servent tes pignons?
La prise en compte de l'orbite elliptique n'est pas de cette nature. Il ne s'agit pas de faire tourner la boule qui représente la planète sur un chemin en forme d'ellipse. Non, elle est juste fixée à l'extrémité d'une aiguille. Mais la rotation de cette aiguille ne doit pas être un mouvement circulaire uniforme. Elle doit se déplacer plus vite lorsque la planète réelle est au périhélie, que lorsqu'elle est a l'aphélie (voir sur Gogol : 2eme loi de Kepler, la loi des aires).

Quand les créateurs de mécanismes n'ont pas voulu faire l'impasse sur l'orbite elliptique d'une planète en la considérant comme orbite circulaire, mais qu'ils ont voulu rendre compte des effets de l'ellipse (2eme loi de Kepler) ils ont utilisé des combines mécaniques.
Par exemple dans l'horloge astronomique de Strasbourg un additionneur mécanique fait la somme:
- du mouvement circulaire
- d'une correction créée par une came elle même entraînée par le mouvement circulaire.

Dans le cas de la lune (astre ayant une trajectoire des plus perturbées du système solaire) Schwilgué a même fait 5 corrections à base de cames pour essayer de reconstituer un mouvement ressemblant au mouvement réel.
La came D est celle qui fait la correction de l'orbite elliptique, dans le bloc des équations lunaires (quand on visite la cathédrale, on voit ces blocs dans des vitrines,....et on se demande: Diable, à quoi cela peut-il servir?)

EquationsSchwilgue.jpg


@serge 91 , en matière de taillage conventionnel j'avais proposé il y a 9 ans le montage suivant dans une discussion sur le sujet (sur Passions Usinages il me semble).
L'ébauche à tailler n'est pas fixé directement sur le diviseur, mais sur un chariot porté par le diviseur et j'avais écrit un programme qui me calculait la côte D pour chaque angle A.

TaillageElliptique.jpg
 
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