Ma bobine d'entraînement

Mon choix des dimensions

Voici le petit formulaire pour calculer les effets de différents paramètres:

Diamètre de la bobine vide: mm Diamètre de la bobine pleine: mm
Durée de la musique: mn Nombre de tours:
Grammage du papier: g/m² Variation de vitesse: %
Vitesse de lecture: mm/s Longueur de la bande: m soit % en plus

Je vais me débrouiller pour que la gravure se fasse à vitesse constante pour mes lasers, c'est à dire que je vais diminuer la vitesse angulaire au fur et à mesure de la musique (enfin à ce stade j'espère pouvoir le faire!). Du coup, il n'y a plus que le problème de la longueur supplémentaire de papier qui m'importe. La plupart de mes musiques durent 3'00 à 3'30. Je vais donc calculer pour elles. Avec un temps de 3'30 (dans la calculatrice ci-dessus, rentrez "3.5" pour 3'30 car c'est 3 minutes et demie; rentez de même 3.75 pour 3'45). Avec un diamètre de bobine de 50mm, j'ai alors 12% de papier en plus. C'est plutôt pas mal. Si je veux passer des musiques plus longues, genre 5'30, il me faut des flaques de 70mm.

De toutes façon même avec un rouleau gigantesque, je ne pourrais pas jouer des morceaux de plus de 13mn car un rouleau complet ne fait que 48m! Et avec un rouleau de 50mm, je ne peux pas dépasser 10mn, mais il me faudrait des flaques de 85mm de diamètre. J'en reste donc à 5'30 maxi.

Se posera aussi le problème du réembobinage en fin de jeu. Si la musique est longue, le réembobinage le sera aussi. Et il n'est pas question de faire des bobines de stockage de Φ50mm. Les musiques seront stockées sur des axes de Φ10mm, seront entraînées et enroulées sur une bobine de Φ50mm, puis reviendront dormir en Φ10mm.

 

Le système d'accroche

Style bobine de cinéma

Il faut que le papier soit entraîné par la bobine; il faut donc un système d'accroche. Plusieurs solutions son possibles. Je n'ai pas bien saisi comment se fait l'accroche pour les papiers "commerciaux". J'ai l'impression qu'il y a comme une sorte de clou central sur le quel vient s'accrocher la bande; je n'ai pas retenu ce principe car je ne sais pas pour l'instant comment il fonctionne, et que je ne suis pas sûr qu'il faille maintenir la bobine en tension pour que cela ne se décroche pas. D'autre part, je ne sais pas ce qui se passe si on force trop dessus.

Le premier système qui a retenu toute mon attention est constitué de petit ressorts (moulé dans les flasques de la bobine dans le même métal). On utilisait beaucoup ce système avec le 8mm. Le film passe entre les flasques distant d'un poil plus de 8mm mais les petits ressorts à lames viennent freiner un peu le film qui glisse difficilement, et qui finit par s'enrouler tout seul au centre de la bobine. Quand on a fait un tour ou deux, les frottement du film sur le noyau de la bobine empêche le glissement. Ce fut ma première réalisation, et si cela fonctionne admirablement bien avec du film, cela froisse le papier. Le papier est en effet plus large et surtout moins rigide. Cela accroche pas trop mal à partir d'un tour et quart, mais le papier ressort gaufré sur les bords.

Style pince à linge

C'est un système qui a fait ses preuves: une sorte de pince à linge vient accrocher le papier. C'est un système un peu plus compliqué, mais je pense qu'il sera pratique à la longue. Une fois que le papier est pincé, même si le papier n'est pas tendu, cela ne se décrochera pas trop facilement. Par contre en fin de rebobinage un effort supplémentaire peut le décrocher.

 

Entraînement de la bobine

Si la bobine avait un diamètre suffisamment petit, on aurait pu faire un entraînement direct avec le moteur d'avance (un pas à pas vous vous en doutez bien!). Il me faudra donc une démultiplication quelque part. J'ai pensé un certain temps mettre un axe carré ou hexagonal, une poulie, un engrenage... pour pouvoir facilement démonter la machine. Un de mes objectifs est de pouvoir (si c'est possible) démonter les différents organes.

Courroie ou engrenage? Mon choix s'est porté sur des engrenage, j'en ai récupéré en pagaille, alors que je n'ai pas de courroies de récupération. Un écueil a été que les diamètres des engrenages sont trop voisins pour faire un démultiplication importante. Se posait aussi le problème des axes de pignons. Il n'y en a pas deux de la même taille. L'avantage de la récup c'est que les roues dentées sont en nylon et cela tiendra bien dans le temps. Mais si un imprimante fait tourner des engrenages assez souvent, ma perforatrice, ne fera que 300 tours par musique. Même si j'ai 50 musiques, et que je les usent régulièrement, je ne pense pas user beaucoup la dentition de mes pignons. Si ce n'est pas le cas, il sera toujours temps de refaire mes engrenages en nylon.

La solution que je retiens est d'utiliser un des flasques de la bobine (70mm mini) pour réaliser un premier engrenage. Si je place le moteur correctement avec un pignon de Φ20mm, j'aurais une démultiplication de 3 ou 4, ce qui doit être suffisant.

 

La bobine

On y vient enfin. Elle est réalisée par impression 3D. Comme les flasques ont des dents, je ne me voyais pas les faire à la lime (il y en a qui le font!). L'impression 3D a aussi un avantage pour celui qui veut copier, il a les plans, et il peut s'imprimer chez un graveur-commerçant. Je ne suis pas sûr que cela revienne vraiment plus cher. Je vais perdre mon label "zéro électronique", mais tant pis.

La bobine est composée de deux flasques latéraux dont l'un porte une dentition. Tant qu'à faire simple, si je mets des dents à l'autre, j'ai deux flaques identiques. Si jamais les dents s'usent trop, je pourrais toujours inverser les flasques. Au centre un trou permettra de passer un axe pour le guidage en rotation. Chaque flasque comporte des trous pour maintenir le noyau.

Je n'ai pas choisi d'imprimer les parties fixes avec le flasque car si sur le papier, c'est pareil, après impression, l'état de surface n'est pas identique des deux côtés. Le côté qui colle au verre de l'imprimante a un bon état de surface et servira côté papier. Et finalement je gagne à être symétrique. Je perd quand même des vis et le travail pour les mettre.

Le noyau est réalisé en 3 parties, et correspond à deux pinces à linge. Une partie est fixe et solidaires de flasques, les deux autres peuvent donc s'ouvrir. Elles sont rappelées par un ressort. La partie fixe a une largeur de 69.5mm (largeur du papier plus 1/2mm). Si cette largeur est insuffisante, une rondelle de carton entre le noyau et un flasque peut l'augmenter, si elle s'avère trop grande, un coup de ponçage résoudra le problème. Les parties mobiles font 1mm de moins que leur logement pour le jeu.

 

Les fichiers utilisés:

Les pièces ont été conçues avec FreeCad. Je donne les fichiers sources ainsi que les fichiers stl qui permettent une impression chez un professionnel. A cause des engrenages, j'ai imprimé les flasques en qualité acceptable, mais l'axe n'ayant pas besoin d'une grande précision, a été imprimé en qualité brouillon.

DésignationFichier FreeCadFichier stlPlan gifPour une bobine
FlasqueBob_Entr_Flasque.FCStdBob_Entr_Flasque.stlBob_Entr_Flasque.gifx2
Partie fixeBob_Entr_Fixe.FCStdBob_Entr_Fixe.stlBob_Entr_Fixe.gifx1
Partie mobileBob_Entr_Mobile.FCStdBob_Entr_Mobile.stlBob_Entr_Mobile.gifx2

 

Montage

Dans la partie Fixe de l'axe, il y a une fenêtre carrée. Pour que le haut soit correctement fait, j'ai rajouté deux parois de 4/10mm pour que la première couche en sur-épaisseur ne soit pas complètement dans le vide. Il faudra enlever ses petites parties pour faire apparaître le logement des parties mobiles.

Pour ne pas trop jouer sur la tolérance de l'impression, 1/10mm a été rajouté là ou le papier se trouve pincé. C'est à ajuster correctement. Il faut mettre une feuille de papier dans la pince et s'assurer que le cylindre est reconstitué. Rien n'est vraiment grave, si la pince est trop fermée, le papier sera maintenu sur les bords. Si la pince est trop ouverte, le papier finira par forcer dessus et la refermer. Ce jeu a été mis aussi pour pouvoir avoir un jeu sur l'axe.

J'ai réfléchi au problème du ressort des pinces. Je suis parti dans l'idée de mettre une ou deux épingles plantées dans chaque partie mobile et de mettre un ressort entre les deux.

Pour faire le montage, il faut en plus deux tiges de Φ3mm pour faire le pivot des parties mobiles, et un troisième pour servir d'axe de l'ensemble; ce dernier axe pu. Ce n'est pas la peine de bloquer cet axe pour pas qu'il ne sorte, les flasques s'en chargeront. 8 vis de 2,5mm permettront de fixer les deux flaques

 

Liste du matériel complet

Désignation Observations Nombre
Flasque Imprimé 2
Partie fixe Imprimé 1
Partie mobile Imprimé 2
Axe de l'ensemble Tige métallique Φ3mm longueur 90mm 1
Axe des parties mobiles     Tige métallique Φ3mm longueur 65mm 2
Vis Vis à tête fraisée de Φ2,5mm longueur 15mm 8

 

Galerie photo

Un passage sur l'image l'agrandira

Voici le noyau après impression
Il faut casser les parois fines
Une partie mobile avec une épingle plantée. Elle est mise à chaud, puis enfoncée au fer à souder
Le noyau de la bobine avec les deux parties mobiles en place. On voit le ressort de rappel
Pour mettre en place la bande de papier, on met un doigt sur le noyau
Puis on appuie dessus pour ouvrir la pince
En relâchant, le papier est pincé
Le noyau peut accepter des papiers coupés droits, ou des papiers en pointe

 


dansetrad.fr Contactez-moi