jeudi 10 juillet 2008

Les vérins mécaniques sous la loupe !

Cela fait des mois que nous en parlons, et maintenant, ils sont entre nos mains (pour certains ).
Je parle bien-sûr des nouveaux vérins mécaniques que Lego vient de lancer.
Les questions que nous nous sommes posées sont nombreuses alors; Bide? pneumatique-killer? A nous d'en juger.

Les dimensions et la course
Premièrement, comparons la taille d'un vérin mécanique avec celle d'un vérin pneumatique, les deux ayant leurs tiges complètement rentrées:


  • Pneumatique: 8 studs (4.8cm entre les deux centres d'axes)
  • Mécanique: 12 studs (8cm entre les deux centres d'axes)
Maintenant, tiges sorties, nous renseignant aussi sur la course de chacun.


  • Pneumatique: 12 studs (7.6cm entre les deux centres d'axes) Course de 2.8 cm
  • Mécanique: 17 studs (12.8cm entre les deux centres d'axes) Course de 4.8 cm
Le vérin mécanique a donc une course plus grande de 2 cm, ce qui n'est pas rien. C'est bien entendu un avantage majeur pour les modèles officiels comme pour les MOCs.

Après avoir compté, il faut 26 rotations de l'axe d'entrée pour faire une course complète. le pas n'est pas grand, assurant une bonne transmission du couple, une irréversibilité (la charge ne peut faire rentrer la tige par elle-même) et la possibilité de les piloter avec une grande précision (avec un NXT, notamment).

Les autres dimensions sont proches: même diamètres de tiges (5mm), même diamètre de corps, etc.

Les fixations
Les nouveaux vérins regorgent de possibilités de fixations:


Le bout de la tige possède une fixation d'axe libre, et une en croix. Même chose pour la fixation de la base du vérin, mais cette fois les trous ne sont plus dans l'axe de la tige.

Car dans l'axe de la tige, il y a l'entrée motrice:


Dans la partie orange vient se connecter un axe, qui entraînera la tige.
La pièce posée à droite est un embout supplémentaire, le voici monté:


Cet embout apporte encore de nombreuses possibilités de fixations du vérin comme le démontre très bien le modèle 8294. Un autre adaptateur existe, il n'est présent que dans le 8295 et n'est employé que pour le modèle secondaire.
Photos ici et ici (à droite), lui aussi apporte son lot de possibilités (Source)

Ces pièces augmentent encore la longueur totale du vérin.

L'intérieur
Personnellement, je n'ai pas tenté l'ouverture d'un vérin puisque cela signifie le condamné.
TechnicBricks l'a fait et nous livre des photos sur son blog anglais.
Voici le lien pour les découvrir.

Flexion en bout de course
Que se passe-t'il si, lorsque la tige est complètement sortie, nous appliquons un effort perpendiculaire à l'axe de la tige, en un point situé à l'extrémité de la tige?




Le vérin mécanique s'en sort moins bien. Mais il faut bien comprendre qu'il n'a pas les mêmes contraintes géométriques. Les vérins pneumatiques ont une étanchéité interne à assurer, nécéssitant une plus grande résistance à la flexion, ce qui n'est pas le cas du vérin mécanique.
Mais ça n'est tout de même pas très joli à voir.

Rotation de la tige
Sur les vérins pneumatiques, la tige peut tourner librement sur son axe. C'est aussi le cas des vérins mécaniques.

En faite, on peut faire tourner la tige sans pour autant que l'axe d'entraînement orange ne tourne. Si l'on bloque l'axe orange, et que l'on fait tourner librement la tige, cette dernière rentre ou sort selon le sens de rotation.
Mais en butée, si l'axe orange est bloqué (par les mécanismes montés derrière), la tige ne pourra tourner dans un sens.
J'explique: Si la tige est rentrée, vous ne pouvez la faire tourner que dans le sens "je dévisse" et la tige sortira, dans l'autre, ca bloque.
Si la tige est sortie, c'est l'inverse, dans le sens "je visse" la tige tournera en rentrant, dans l'autre ca bloquera.

Si l'axe orange n'est pas bloqué, la tige peut tourner dans les deux sens lorsqu'elle est butée (et donc l'axe orange tourne en même temps).

Il est donc important de noter que pour que le vérin fonctionne "normalement" (c-à-d; comme un vérin, qu'il fasse sa course), il faut que la tige soit bloquée en rotation.

De l'horlogerie Suisse j'vous dis.

Débrayage?
Non
Enfin, presque non.
Sur un mécanisme mis en mouvement par une manivelle, donc ayant peu de force, lorsque nous arrivons en bout de course, la tige s'arrête assez nettement et avec elle tout le mécanisme d'entraînement, et là, on sait qu'il ne faut plus tourner .

Par contre si c'est un moteur qui met en rotation le mécanisme, c'est plus sur de s'arrêter net.
Et bien là c'est la tige qui saute, je ne sais trop comment mais ça fait le même bruit qu'un engrenage classique qui saute des dents.
Le vérin ne semble pas en pâtir, mais il vaut tout de même mieux éviter cela sur le long terme (et puis les pignons 24 blancs à embrayages sont aussi là pour les préserver).

Combien de temps pour faire une course?
C'est vraiment très variable, cela dépend des trains d'engrenages qu'il y a avant le vérin.
Mais sachant qu'il faut 26 tours en entrée pour faire une course complète, cela donne un ordre d'idée.
Mais voici la sortie puis la rentrée du vérin mis en prise directe avec un moteur M (400 tr/min)



Ce n'est ni trop lent, ni trop rapide, pas mal non?

Qu'ont-ils dans le ventre?
Alors là, les pneumatiques se prennent un sacré coup dans la figure.

Rien de tel que d'essayer de soulever des cahiers de cours .
C'est du bricolage, mais ca nous montre ce qu'on le veut voir .
Avec le vérin vertical et en prise directe avec un moteur XL.
5 pleins cahiers pour un poids avoisinant les 2 kilos.

/!\La vitesse de montée est variable car j'utilise un régulateur /!\


J'ai testé avec un vérin pneumatique et 4 cahiers, et bien le compresseur se coupe avant que les cahier n'aient bougés (et il ne se coupe vraiment qu'au dernier moment, juste avant que les tuyaux ne sautent).

L'esthétique
Il s'inscrit dans la lignée Power Fonctions de par ses couleurs: Une petite partie en gris foncé, la seconde en gris plus clair avec les quatre "languettes" de gris foncé qui se prolongent. Et puis l'ont retrouve l'axe de transmission orange, propre aux moteurs.

Le pneumatique est donc mort?
Disons qu'il a un sérieux concurrent, mais non, le pneumatique restera une technique Lego appréciée de tous. Il permettra de diversifier les créations personnelles en jonglant avec les deux systèmes.
En revanche, côté fabrication, chez Lego, on ne sait pas vraiment si de leur côté, le pneumatique est mort ou non.

On récapitule!
Les avantages sont:
  • Possibilités de fixations accrues.
  • Longueur est course importantes
  • Rigidité du corps
  • puissance transmissible
  • Précision
  • les possibilités d'entraînements (notamment avec les nouveaux cardans 3L)
  • Irréversibilité
  • Multiples vitesses de déplacements possibles
Les points négatifs sont:
  • La flexion importante de la tige et de manière générale, le jeu dans son axe
  • L'intégration dans des modèles: le pneumatique a l'avantage d'alimenter les vérins par des tuyaux, ces tuyaux sont souples et peuvent être agencés aisément. Avec nos nouveaux vérins, il est plus difficile de réaliser la tâche d'intégration car ces derniers demandes des axes pignons et cie qui doivent apporter le couple du moteur. Or dans un modèle de grande échelle, la tâche peut vite être fastidieuse.
  • Un léger jeu dans le sens de la course
Voilà, je pense avoir déjà fait une bonne ébauche, mais s'il y a des points sur lesquels j'ai fait l'impasse, ou des endroits où cela manque de précisions, n'hésitez pas.

Moune

10 commentaires:

Philo a dit…

Merci pour ces infos qui complètent bien la première partie de l'étude de TechnicBricks!

Alban a dit…

Très bon article, il y a un point que tu ne traite pas : Il faut bloquer la tige en rotation pour que le vérin fonctionne. Je pense que c'est important car si le moteur envoie beaucoup de couple il faut aussi que la mécanique "côté tige" puisse absorber ce couple.

Anonyme a dit…

Bon article mais il y a une petite coquille :
Pneumatique: 17 studs (7.6cm entre les deux centres d'axes) Course de 2.8 cm

Mécanique: 12 studs (12.8cm entre les deux centres d'axes) Course de 4.8 cm

Il faudrait aussi insister sur le fait que ces verins demandent une mécanique moins souple à intégrer pour les faire fonctionner, soit le moteur sera à coté, soit il faudra prévoir des passages d'axes, l'intégration sera plus difficile, c'est pour cela que j'espère que ces verins sont un complément et non un remplacement aux pneumatiques

Anonyme a dit…

peut servit de reglage de la hauteur de caisse d'une bagnole(lego biensur;))

nicolego a dit…

Tu as oublier de dire que les vérins sont précis en conclusion dans les avantages. :)

Rémy a dit…

Tres bon article, très intéressant.
A+

Guillaume a dit…

Très bon article, pour moi les vérins mécaniques sont bien meilleurs que leur congénère! Mais il faudrait qu'on fasse des mini vérins mécaniques comme pour les pneumatiques...

Anonyme a dit…

un des avantages des verins mecaniques est qu'ils reproduisent le systeme de fonctionnement des vrais verins (a la difference que le systeme est actionné par de l'air et non de l'huile.)
je pense que c'est important pour lr realisme.

Anonyme a dit…

je trouve que l'article est complet mais j'ai quand même une question est ce que le régulateur joue sur la puissance du moteur car j'ai moi meme un moteur et un vérin comme toi mais ca ne fonctionne pas le trucs des cahier peu être est ce les piles du boitier .

Moune a dit…

voui le régulateur joue sur la puissance