mecanisme 13

[paradis]

Bonjour ,

J'aimerais réaliser ma prochaine arbalete avec ce mécanisme, je voudrais l'équiper d'un

arc d'une puissance d'environ 200 livres . l'Un d'entre vous a t'il une idée de la puissance nécessaire du ressort en Nm (on dit raideur je crois).Voire une idée de son calibre.. pour pouvoir libérer la gachette de la pression de la noix ? Il faudrait que le réarmement ne soit pas trop ardu ...Voilà si quelqu'un à une petite idée .. J'ai trouvé une boutique en ligne ou on vend le ressort au détail semble t'il, donc tout est possible.Merci d'avance aux ingénieurs :)

[Jihaif]

Lorsque j'ai imaginé ce système, ainsi que les autres stechers ou systèmes à percussion, je me suis toujours posé ces questions au sujet de la puissance des ressorts qui font ce travail. Je ne suis plus assez savant et trop paresseux pour te donner un calcul; je préconise donc la bonne vieille méthode expérimentale: essayer quelques ressorts de différentes puissances pour obtenir un départ rapide et franc.

[paradis]

Lorsque j'ai imaginé ce système, ainsi que les autres stechers ou systèmes à percussion, je me suis toujours posé ces questions au sujet de la puissance des ressorts qui font ce travail. Je ne suis plus assez savant et trop paresseux pour te donner un calcul; je préconise donc la bonne vieille méthode expérimentale: essayer quelques ressorts de différentes puissances pour obtenir un départ rapide et franc.

Alors allons-y pour l'expérimentation...Merci pour ta réponse Jihaif,tu as dèjà fait le

plus gros boulot en proposant ces systèmes .Je posterai les résultats...Mais ne ça va pas être pour tout de suite :cafe:

[JMC]

sur ce mécanisme ,je ne peux pas t'aider, mais je vais suivre l'évolution.

:37:

[HPO]

Bonjour,

En analyse statique, ce mécanisme reste un assemblage de pièces simples, dont l'équilibre n'est pas très compliqué à calculer.

Tu pars de la seule force que tu connaisses: la tension horizontale sur la corde.

Cette tension s'applique sur la noix, qui est en rotation autour de son axe.

A l'équilibre la somme des couples (force X bras de levier) est nulle (sinon la noix tournerait).

Dit autrement, la force de la corde x la distance verticale entre l'axe et la corde est égale à la force horizontale du levier déclencheur x la distance verticale entre ce déclencheur et l'axe de la noix. (rechercher le cas pire pour la position des efforts: bien enclenchées ou à la limite de la décoche)

Il faut faire le même raisonnement pour les efforts du levier déclencheur, puis sur toutes les pièces en mouvement, jusqu'au ressort.

Sur le levier, à l'effort précédent, il faut ajouter l'effort de frottement entre la noix et le levier.

cet effort se calcule comme étant la tangente de l'effort de contact.

Cette valeur dépend de la nature et de l'état de surface des matériaux: très élevée pour l'alu sur alu, très faible pour le bronze sur acier...(je pourrai trouver des valeurs pour certains matériaux courants).

Ce calcul est statique, mais si j'ai bien vu le mécanisme, le ressort devrait lancer la pièce en translation et donc l'inertie devrait faciliter le fonctionnement.

Dis moi si tu veux en savoir plus.

Mais les réponses précédentes sont issues de gens particulièrement expérimentées et sont probablement plus pratiques

que la méthode mathématique.

Je demande aux spécialistes de me pardonner pour les noms des pièces, qui est probablement très approximatif.

[paradis]

Merci pour ta réponse motivée mais je ne suis pas sûr de bien comprendre ta logique. En effet à l'équilibre la somme des couples est facile à calculer ,mais l'idée ici c'est que cette équilibre "au repos" doit être absolu. En aucun cas je ne peux spéculer sur la limite du point de rupture du levier en position armé .Pour rompre cet équilibre je ne peux compter que sur la force de percussion du marteau (qui est fonction de sa masse ,de la longueur de son déplacement ,de sa force de poussée(celle du ressort, que je connais) ,ainsi que de la longueur du levier .Il faut en outre prendre en compte les résistances dues au frictions des pièces en mouvements,leurs inerties ainsi que comme tu le soulignes l'effort de frottement du levier sur la noix. Et à moins d'avoir recours aux mathématiques(ce dont je suis incapable dans le cas présent) ou à l'expérimentation je ne vois pas très bien qu'elles conclusions je pourrais tirer des quelques valeurs statiques que je pourrais calculer...Mais...euh, maman m'a toujours dis que je ne comprenais rien à rien :38: !Mais en tout cas merci pour tes explications ,je vais quand même essayer!.. :nerd.:

[MDS]

Bonjour

Peut être que ce qui suit n'est que pinaillage mais...

Dans ce mécanisme, il y a une chose qui me gêne, c'est la double fonction de la pièce 1 qui joue à la fois le rôle de gachette (en retenant la masse de percussion) et le rôle de détente (organe sur lequel agit le doigt du tireur). Ne serait-il pas préférable d'insérer une vraie gâchette pour retenir la masse, gâchette sur laquelle agirait la détente? Ceci par analogie avec avec un mécanisme d'arme et dans le but d'obtenir un meilleur contrôle du lâcher.

Côté détermination de la puissance du ressort, compte tenu de l'importance des frottements (qualité des états de surfaces, dureté relative des pièces enclanchées), je pense également que la solution passe par des essais avec des ressorts de diverses raideurs.

[MDS]

Complément à message.

A titre indicatif, un ressort de percussion peut avoir des caractéristiques voisines de celles-ci: diamètre du fil 1 à 1,2 mm, diamètre extérieur 7 mm, nombre de spires une petite vingtaine, précharge 10/14 mm, compression autour de 8 mm. C'est assez raide.

[HPO]

Merci pour ta réponse motivée mais je ne suis pas sûr de bien comprendre ta logique. En effet à l'équilibre la somme des couples est facile à calculer ,mais l'idée ici c'est que cette équilibre "au repos" doit être absolu. En aucun cas je ne peux spéculer sur la limite du point de rupture du levier en position armé .Pour rompre cet équilibre je ne peux compter que sur la force de percussion du marteau (qui est fonction de sa masse ,de la longueur de son déplacement ,de sa force de poussée(celle du ressort, que je connais) ,ainsi que de la longueur du levier .Il faut en outre prendre en compte les résistances dues au frictions des pièces en mouvements,leurs inerties ainsi que comme tu le soulignes l'effort de frottement du levier sur la noix. Et à moins d'avoir recours aux mathématiques(ce dont je suis incapable dans le cas présent) ou à l'expérimentation je ne vois pas très bien qu'elles conclusions je pourrais tirer des quelques valeurs statiques que je pourrais calculer...Mais...euh, maman m'a toujours dis que je ne comprenais rien à rien :38: !Mais en tout cas merci pour tes explications ,je vais quand même essayer!.. :nerd.:

Bonjour,

ma logique est de dire que même sans compter sur l'inertie de la masse, lorsque le ressort appuie sur la pièce 3 (au travers de la pièce 2) il doit être capable de faire pivoter la pièce 3.

L'inertie de la pièce 2 ne faisant que faciliter le basculement.

Cela implique que la masse doit être en position armée, avant de bander l'arbalète. C'est peut être contre indiqué.

Est ce le cas, ou doit on bander l'arbalète et ensuite tirer la masse vers la gâchette?

Dans cette dernière éventualité, il faut que la force du ressort (à l'équilibre)reste inférieure à la valeur calculée, et compter sur l'effet complémentaire de l'inertie de la masse pour passer le point d'équilibre (la méthode de l'énergie me parait la plus simple à utiliser pour traiter ce calcul).

[Jihaif]

Non non, la masse percutante 2 n'a pas besoin d'être armée avant l'arbalète. Il suffit de construire le système pour que, AU REPOS, la fameuse pièce 2 soit au contact de la gâchette 3 sans exercer aucune pression dessus. Seule l'inertie due au ressort assure le pivotement de 3 pour libérer la noix avec la possibilité à la pièce 2 d'aller un peu audelà de la position au repos c'est tout. Tout se joue dans l'ajustement des pièces et leur dimension.

Avantage du système: l'arbalète armée peut être alors manipulée sans danger (sauf chute). Pour tirer, il faut obligatoirement armer la détente avec le bonhomme (ou levier) d'armement solidaire de la masse percutante 2

Dessin du système de détente au repos avec l'arbalète armée: corde sur la noix. Le ressort de la masse percutante est complètement détendu.

Uploaded with ImageShack.us

Edited December 20, 2010 by Jihaif

[Jihaif]

J'ai construit ça et ça fonctionne très bien: au lieu de la masse percutante intégrée du 13, il s'agit d'un chien comme une arme à percussion. Je cherche des photos pour vous montrer.

[HPO]

Non non, la masse percutante 2 n'a pas besoin d'être armée avant l'arbalète. Il suffit de construire le système pour que, AU REPOS, la fameuse pièce 2 soit au contact de la gâchette 3 sans exercer aucune pression dessus. Seule l'inertie due au ressort assure le pivotement de 3 pour libérer la noix avec la possibilité à la pièce 2 d'aller un peu audelà de la position au repos c'est tout.

OK,je comprends mieux maintenant.

Je te propose d'aborder le problème par le calcul des énergies en jeu.

L'énergie est le produit de la force par la distance parcourue avec cette force.

L'énergie motrice: le ressort, part de sa force bandée "F" jusqu'à 0 lorsqu'il est détendu (course "C"). soit une énergie de F x C / 2

Toutes les autres énergies viennent s'opposer à l'énergie motrice:

[*]Frottement de la masse 2 dans son logement

[*]Frottement de 2 sur 3

[*]Frottement de 3 sur 4

Frottement de 3 sur 4: Tu sais calculer l'effort de contact en statique "F1", seul le frottement "Tangente(f1)" s'oppose à la rotation de la pièce 3. Cet effort est constant tant que la pièce 3 est en contact avec 4 (course "C1". l'énergie à ce stade est F1 x Tangente x C1

Frottement de 2 sur 3: Si tu connais F1 en statique, tu peux déterminer l'effort horizontal entre 2 et 3 "F2". seule le frottement "tangente(f2) va s'opposer au mouvement, avec une valeur constante sur toute la course "C2", à calculer en fonction de C1: l'énergie est F2 x tangente(F2) x C1

Frottement de la masse dans son logement: Si la masse 2 "M" (en Kg) est libre dans son logement, la seule énergie dissipée est celle du frottement "Tangente(f)" constante tout au long de la course "C3". Soit M x 9.81x Tangente(f) x C3 (probablement négligeable en première approximation).

Pour obtenir un mouvement, l'énergie motrice doit être supérieure à la somme des autres énergies, ce qui permet de calculer F la force mini du ressort.

Sur un tableur Excel, c'est facile de rentrer tous tes paramètres et d'appliquer des formules, voire de les modifier, pour prendre en considération des nouveaux phénomènes ou pour faire varier des paramètres (coef de frottement par exemple).

[HPO]

Information complémentaire sur les unités du système international:

• Les forces sont en Newton (10x la force en kg);
  
• Les longueurs en mètres;
  
• Les angles en radians.
  

Pour les valeurs des tangentes(f), quelques valeurs courantes:

• Bronze sur acier à sec:0.18
  
• Bronze sur acier lubrifié:0.07
  
• Acier sur acier à sec: 0.1 à 0.3
  
• Acier sur acier lubrifié: 0.02 à 0.08
  

J'ai oublié de parler de l'énergie dans les axes de rotation.

Si tu le souhaites, je pourrais ajouter quelques info sur ce point.

Edited December 13, 2010 by HPO

[MDS]

Dans le cas où la masse en position avant, ressort détendu, a la possibilité d'être poussée par action voulue ( en plus d'accidentelle) sur son anneau d'armement, ne déclanche-t-on pas la retenue de la noix avec départ du coup? Il me semble que la sécurité n'est pas parfaitement positive. Remarque identique pour le stecher avec chien basculant: appuyer sur le chien déclanche le départ. Je pense que ces mécanismes ne seraient pas admis dans une arme.

[Jihaif]

Dans le cas où la masse en position avant, ressort détendu, a la possibilité d'être poussée par action voulue ( en plus d'accidentelle) sur son anneau d'armement, ne déclanche-t-on pas la retenue de la noix avec départ du coup? Il me semble que la sécurité n'est pas parfaitement positive. Remarque identique pour le stecher avec chien basculant: appuyer sur le chien déclanche le départ. Je pense que ces mécanismes ne seraient pas admis dans une arme.

Je m'interoge sur le sens d'une action voulue telle que tu la décris: une action voulue dans le contexte d'une arme c'est le tir, donc autant armer le bidule pour profiter de la précision qu'il offre. C'est pourquoi je parle plutôt d'une chute, action accidentelle par excellence. Il n'est pas interdit d'ajouter une sureté sur ces systèmes, chose assez facile à réaliser. Que ces mécanismes ne soient pas admis sur une arme de fabrication industrielle destinée au grand public c'est fort possible mais ici, le but est d'inventer, réaliser, expérimenter des mécanismes qui conviennent à ceux pour lesquels la fabrication d'arbalètes artisanales présente un hobby et un intérêt; et il y en a de foutrement belles et ingénieuses sur ce forum.

Edited December 14, 2010 by Jihaif

[paradis]

Jihaif, n'y vois là aucune attaque personnelle sur la qualité de ton travail de la part de MDS.Sa remarque me semble tout à fait pertinente,que le coup puisse partir en poussant un peu le levier de rearmement m'avait totalement échappé! Amateurisme ou pas, on fabrique des armes, il est bon de connaitre leurs faiblesses et toute remarque sur la sécurité est bonne à dire :) .Et evidemment je mets un genou à terre devant ton inventivité :115:

l'idée d'insérer une gachette entre détente et le marteau me semble aussi très bonne,

je pense que je vais le faire .Merci également a HPO pour sa science!

[Jihaif]

Mais je n'y voyais aucune attaque personnelle et je comprends parfaitement le soucis de chacun et de MDS en particulier d'apporter ses réflexions sur des sujet destinés à se développer dans l'esprit d'ouverture de ce forum.

Insérer une gâchette entre détente et marteau ajoute une étape supplémentaire dans la cinématique du système et ralentit ainsi sa réaction. Simplement, pour avoir tiré beaucoup à l'arbalète, je trouve qu'allonger ce temps de réaction est néfaste à la précision. De plus, le marteau, aura toujours la possibilité de frapper la gâchette 3 donc de provoquer le fameux départ intempestif que vous redoutez. Si vous trouvez un moyen, à part un pion de sureté qui immobilise le marteau, facile à mettre en place et en oeuvre, je ne vois pas comment éviter ce risque puisque génériquement, l'arme est concue pour fonctionner sur ce principe.

Modif avec sureté en 4

Edited December 14, 2010 by Jihaif

[HPO]

Merci également a HPO pour sa science!

A ton service.

[MDS]

Bonsoir

Il va de soi que mes remarques ne se veulent en aucun cas être une critique désobligeante et je serais désolé qu'elles aient pu être considérées comme telles. Sur le plan technique mes vues divergent un peu avec les solutions présentées dans ce post mais mon expérience est beaucoup trop limitée pour que j'aie une vue complète sur toutes les manières dont on peut concevoir un mécanisme de détente à stecher.