Renovation d'un Topaz

Bonjour à tous
 
Je suis le nouveau propriétaire du Topaz qui a été mis en vente sur ce forum il y a quelque temps. Le modèle avait été très bien construit et peint par son constructeur. Rien que cela avait une grande valeur à mes yeux. La superbe machine Cheddar Gemini et la chaudière Cheddar Pintail fiable étaient l'une des autres raisons pour lesquelles je n'ai pas eu à réfléchir longtemps avant d'acheter le bateau. Quelques semaines après l'achat, j'ai fait une excursion d'une journée chez le vendeur et j'ai ramené le Topaz en Suisse.  

Dans l'état où le bateau a été acheté, le modèle n'était pas encore prêt à être utilisé. Le système de propulsion du Topas devait d'abord être testé et retravaillé, car la structure de la machinerie n'était pas tout à fait à mon goût. Des pièces originales de Marten, Howes & Baylis ont été utilisées pour remplacer le réservoir de gaz "Regner" trop grand, livré avec le bateau, et le collecteur de condensat assez brut. On a toutefois renoncé à l'achat d'une chaudière légère en maillechort de Martin Baylis (une telle chaudière était alors proposée pour le Topaz). Bien que le bateau se trouvait quelques millimètres plus bas dans l'eau en raison du poids plus élevé de la chaudière, la position dans l'eau était visuellement assez bonne lors du premier test dans la baignoire.

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Pour reconstruire la machine à partir de zéro, les différents éléments de l'installation de vapeur ont d'abord été modélisés grossièrement avec le système CAD et assemblés virtuellement sur une nouvelle plaque de base. Cela a été fait avec le programme Fusion 360 qui peut être utilisé gratuitement.

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À suivre...

Un projet intéressant à suivre!!

Les bases paraissent très saines et effectivement avec un re-looking de l' ensemble machine ça devrait faire un chouette truc à l' arrivée!

Bon courage.

Aujourd'hui, quelques informations sur la transformation de la machinerie.

L'une des raisons pour lesquelles je voulais la transformer était que la cheminée devait se trouver à l'avant de la chaudière. Cela donnerait au Topaz une silhouette semblable à celle de la brochure Marten, Howes & Baylis. A mes yeux, cela semble mieux proportionné que si la cheminée se trouvait plus en arrière. Pour ce faire, la chaudière a été tournée de 180°. Tout d'abord, une nouvelle plaque de montage et des supports de servo ont été fraisés dans un morceau de tôle d'aluminium dure de 2,5 mm d'épaisseur. Le programme de CAD Fusion 360 permet également de créer les trajectoires d'outils nécessaires au contrôle de la fraiseuse CNC, ce qui explique pourquoi Fusion 360 est très apprécié des amateurs comme moi.

La superbe machine Cheddar Gemini est fixée à l'angle d'inclinaison nécessaire à l'aide de cales usinées de manière conique. Comme l'arbre d'entraînement était déjà collé dans la coque du bateau, la mesure des supports nécessaires s'est avérée un peu difficile et n'a été qu'approximative. L'ajustement des derniers dixièmes de millimètre a dû être effectué avec des supports fabriqués sur mesure en tôle de laiton. En raison du manque de place, il n'a pas été possible de monter un double joint de cardan, mais seulement un simple accouplement. Les premiers essais avec un accouplement élastique ont montré qu'il remplissait très bien sa fonction et produisait très peu de bruit. J'ai encore un joint de cardan court en acier que je veux aussi essayer pour voir quel accouplement fonctionne plus silencieusement. La nouvelle machinerie est fixée sur des supports en bois à l'aide de quatre vis à six pans creux inoxydables et peut être démontée en moins de deux minutes si nécessaire.

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Avant de commencer le montage de la machine, la chaudière et toutes les armatures, y compris la soupape de sécurité, ont d'abord été contrôlées et testées. Ensuite, tout a été nettoyé et les armatures de la chaudière ont été polies. L'installation a maintenant (presque) retrouvé son aspect neuf.

Ensuite, les conduites de vapeur et de gaz ont été posées et les servos pour l'inversion de marche et le régulateur de vapeur ont été fixés. Le réservoir de gaz et le séparateur de condensat reposent sur des bras vissés sur le côté de la plaque de base. La disposition des réservoirs correspond ainsi à peu près à ce que le plan de construction de la Topaz prévoyait pour s'accommoder des raccordements existants. Comme le toit au-dessus de la machine à vapeur entrait en collision avec le graisseur, ce dernier a été déplacé de l'autre côté, ce qui a donné lieu à une configuration un peu étrange avec des vannes d'arrêt avant et après le huileur. Normalement, la vapeur n'est coupée que par la vanne située avant le huileur.

En regardant des vidéos sur YouTube, j'ai constaté que certaines personnes (salut Raphael, j'apprécie beaucoup tes vidéos  ) accordent beaucoup d'importance à une pipe à vapeur qui fonctionne. C'est pourquoi - et parce qu'un sifflet qui sonne bien fait tout simplement partie d'un bateau à vapeur - j'ai acheté un des beaux sifflets à fente annulaire de Microcosm. Celui-ci est certes très beau, mais malheureusement, malgré tous les réglages, mon sifflet ne fonctionne jamais correctement et est en outre très sensible aux déréglages du sifflet. J'ai donc fabriqué un sifflet plus simple en utilisant uniquement la valve du sifflet de Microcosm. Pour actionner le sifflet, un petit servo a été installé, qui est actionné par un interrupteur monostable sur la télécommande. Le nouveau sifflet fonctionne de manière très fiable à des pressions de chaudière de 2 à 4 bars. En se basant sur les conseils donnés sur le forum, un régulateur de pression de gaz (de Martin Baylis) a également été installé et remplit bien sa fonction. La pression de la chaudière reste à 3,8 bars maximum, ce qui empêche la soupape de sécurité réglée sur quatre bars de s'ouvrir et évite ainsi de gaspiller de l'eau/de la vapeur.

Pour finir, je me suis procuré un morceau de tube en aluminium d'un diamètre de 25 mm à l'intérieur et de 28 mm à l'extérieur. J'en ai fait une nouvelle cheminée de plus grande longueur et de plus grand diamètre. Celle-ci est directement enfichée sur le tube de flamme de la chaudière sans la pièce d'adaptation du cheddar. La cheminée a été peinte en blanc avec un spray haute température et a reçu une couronne de finition polie. Je ne sais pas vraiment si le spray haute température est absolument nécessaire pour la peinture, car la température de surface de la cheminée n'a jamais dépassé 130°C. Mais il est probable que la peinture haute température protège contre le jaunissement.

L'installation de la machine se présente maintenant comme suit (la vanne d'arrêt de gaz manque encore et doit d'abord être construite):

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Beau travail et un post bien détaillé et documenté comme je les aime...

Très belle rénovation
Pour le cardan pourquoi ne pas le remplacer par un toc? comme ton ensemble est très beau visuellement je trouve que cela contribue encore a en améliorer le réalisme et permet d effacer un mini desalignement moteur arbre d hélice.
As tu repris l épaisseur de ton tube de chemine? même en aluminium un tube de 23*25 doit être très lourd .

Salut rookie78 et scyllias91,

merci beaucoup pour vos mots gentils et encourageants. J'ai eu l'occasion de recueillir de nombreuses informations précieuses sur ce forum et j'espère qu'en retour, vous pourrez profiter un peu de mon expérience.

Je n'ai pas repris l épaisseur du tube de la cheminée, car il n'est pas aussi lourd qu'on pourrait le croire. Le tube aluminium ne pèse que 48 grammes et est suffisamment léger pour ne pas provoquer de poids en tête.

Qu'est-ce que "un toc" exactement ? J'ai essayé de trouver ce mot inconnu sur Google, mais je n'ai pas réussi...

Un toc c est cela:

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Ah oui, merci.
J‘ai déjà pensé à utiliser un tel embrayage. Mais ne fonctionne-t-il pas beaucoup moins bien et plus bruyamment qu'un joint de cardan?

Pour compléter la réponse de Scyllas.

Il n' y a pas plus simple qu'un Toc:
- Un plateau côté moteur avec deux plots.
- Un plateau côté arbre d' hélice avec deux fentes radiales de la même largeur que les plots (glissement libre).
Et c' est tout!

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Très peu de pertes par frottements. Pas de vibrations . Silencieux.
Les puristes pourraient même limiter encore les frottements en montant deux fines gaines de téflon sur les plots... Sur celui-là j' avais mis deux bouts de gaine thermo-rétractable.

Tu peux voir sur l'image que sortie moteur et étambot ne sont pas alignés. Ça marche nickel.

On l' appelle "Toc" parce qu'en général il ya un poil de jeu entre fentes et plots et donc au démarrage ou changement de sens il y a un discret choc, faisant "Toc"...

Mege66 a écrit:Ah oui, merci.
J‘ai déjà pensé à utiliser un tel embrayage. Mais ne fonctionne-t-il pas beaucoup moins bien et plus bruyamment qu'un joint de cardan?

Pour moi, il fonctionne beaucoup mieux. Sur un cardan simple, la transmission n'est pas homocinétique ce qui génère vibrations et bruits.
Avec le Toc, la vitesse de rotation des deux plateaux est forcément strictement la même. Pas de vibration. Les seules pertes mécaniques sont par le léger frottement des plots sur la paroi des fentes si les deux arbres ne sont pas alignés. Minime.

Inconvénient: Difficile d' utiliser ce truc si les arbres font un angle très prononcé. Mais sur un montage soigné où l' écart ne sera que de quelques degrés c' est tout bon.

Autre avantage : la poussée de l'hélice n'est pas transmise à l'arbre manivelle de la machine !

Je viens de mesurer, il y a un écart angulaire de 7°entre mes 2 plateaux du toc.Cela fonctionne sans soucis

Bonjour,

encouragé par vos remarques et commentaires d'hier sur l'embrayage "Toc" (je comprends maintenant très bien pourquoi on l'appelle ainsi...), j'en ai fabriqué un. Il fonctionne en effet très librement et les deux parties de l'accouplement ont toujours un peu de jeu dans chaque position d'un tour de vilebrequin. Rien ne peut donc se coincer. Le bruit au ralenti sur le sec est un peu plus fort que avec l'accouplement élastique, mais lorsque l'arbre est en charge (légèrement freiné à la main pour simuler une hélice dans l'eau), l'accouplement Toc fonctionne presque aussi silencieusement que l'accouplement élastique.

Ce qui n'a pas fonctionné - comme prévu - c'est le simple accouplement à cardan qui, en raison de l'absence d'une deuxième articulation, n'a pas pu compenser le léger, mais existant, défaut de parallélisme.

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Lors de ce bref test, je me suis rappelé que je devais enfin installer une "Vacuum Relief Valve" (comment dites-vous à cette valve en français?), afin que l'huile ne puisse pas être aspirée dans la chaudière lors de l'arrêt de l'installation si j'oubliais de fermer la vanne d'arrêt. Jusqu'à présent, j'ai évacué la vapeur résiduelle dans la chaudière par le sifflet.

Eh bien, j'aime beaucoup le bruit du sifflet à vapeur, mais on peut aussi s'en lasser...

Belle réalisation.

Par contre je vois que tes deux plateaux se touchent presque(?). Ok si tes deux arbres sont quasi-parfaitement alignés. En général je laisse 1 ou 2mm pour être sûr que les plateaux ne vont pas forcer l' un sur l' autre.

Comme le dit Rookie il faut du jeu entre les 2 plateaux et aussi du jeu entre les ergots et les rainures du plateau.c est ce qui permet de fonctionner avec un léger défaut d alignement ou de parallélisme.
Pour une fois il faut oublier la précision suisse..
Pour moi pas de pressure relief valve,vanne de décharge en français,je chute la pression de la chaudière en faisant tourner ma machine.

Merci beaucoup pour vos conseils. Les deux moitiés de l'accouplement ne se touchent pas dans le sens axial, même lorsque l'hélice appuie contre l'arbre. La distance entre les deux moitiés est d'environ 1 mm. Les ergots et les rainures ne se touchent pas non plus.

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Il est difficile d'oublier ce travail précis. Notre maître d'apprentissage a pris quatre ans pour nous l'enseigner. Il disait toujours : il faut autant de temps pour travailler avec précision que pour ne pas travailler avec précision. Au cours de notre formation, cela lui a donné des cheveux grisonnants.

Hello,
On pourrait utiliser le terme de "soupape casse-vide" pour "vacuum relief valve". C'est en tout cas le terme utilisé sur les navires de commerce. Cela n'est pas nécessaire sur nos petites installations, il suffit de faire tourner la machine jusqu'à faire chuter la pression à zéro. Malgré tout lorsque la pression de la chaudière est redescendue, il faut laisser la vanne de tête ouverte car autrement l'eau de la chaudière, qui est à 100° C à la pression atmosphérique, va mettre celle-ci sous vide quand la température va redescendre à une valeur de 15/20° C. Pas de conséquences pour la chaudière mais le manomètre ne pas aimer. Si la pression de la chaudière reste supérieure ou égale à la pression atmosphérique il n'y a pas de risque de voir l'huile du graisseur remonter vers celle-ci.

Concernant l'accouplement à cardan, on ne met jamais une seule articulation. Le nombre de tours de l'arbre menant va toujours être le même que celui de l'arbre mené, mais si l'arbre menant tourne régulièrement (vitesse angulaire constante sur un tour complet), l'arbre mené va être l'objet d'oscillations. Il va accélérer lors du passage au point bas et va ralentir lors du passage au point haut. Cela va se traduire par des vibrations entraînant bruit et usure prématurée ainsi que des mouvements longitudinaux qui vont fatiguer les paliers de butée. Pour annuler ces effets néfastes on ajoute une deuxième articulation, avec un arbre intermédiaire ,qui va annuler les effets de la première articulation. Pour cela, deux conditions : l'arbre menant et l'arbre mené doivent être rigoureusement parallèles ainsi que l'axe des fourchettes sur l'arbre intermédiaire.

On avait fait un topo sur ces histoires de cardans:

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Grâce au temps pas trop beau du week-end dernier, la vanne coupe-gaz est maintenant conçue et construite. J'espère ne jamais en avoir besoin. Au départ, il s'agissait d'une construction avec une bille en Viton, qui était pressée contre un siège à 90° par un poussoir à ressort. En raison de la position de montage verticale et des hauteurs prédéfinies des tuyaux de gaz, je ne pouvais cependant pas placer la bille suffisamment bas sous les ouvertures d'entrée et de sortie de gaz, ce qui fait que la bille légère de 4 mm était parfois déjà entraînée lors du soufflage et fermait involontairement la sortie. Je ne voulais pas d'une vanne coupe gaz qui fonctionne de manière autonome et peu fiable. C'est pourquoi j'ai légèrement adapté la construction et utilisé un joint torique à la place de la bille.

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La vanne est déclenchée par une goupille de retenue qui maintient le coulisseau en bas (illustré à gauche) jusqu'à ce que la goupille d'arrêt soit retirée par le servo et que le coulisseau remonte sous l'effet du ressort (à la droite). Le ressort a été choisi parmi une sélection de ressorts de stylo à bille recyclés.

Est-ce que vous commandez cette vanne coupe gaz uniquement manuellement sur vos modèles ou utilisez-vous également la fonction Failsafe de la radiocommande? D'un côté, il serait souhaitable que l'alimentation en gaz soit coupée en cas de dysfonctionnement permanent de la télécommande, mais d'un autre côté, je ne veux évidemment pas qu'un problème de transmission momentané coupe le gaz. Si j'utilise le mode failsafe, je prévois de fermer complètement le régulateur de vapeur en cas de failsafe et de mettre en même temps la gouverne de direction en ligne droite.  

A moins que vous n'ayez de meilleures idées.

Vaste débat sur cette vanne coupe-gaz!!!!...

Comme tu le dis dommage, de couper le gaz en cas d' une brève interruption de communication... Au bout de quelques dixièmes de secondes, tu récupères le contrôle mais tu n'as plus de chauffe...

Perso, pas de fail-safe sur la coupe-gaz. Je ne prévois de l' utiliser que dans deux situations:
• Bateau en panne au milieu du plan d'eau: Ou c'est le moteur/hélice qui est coincé ou plus d' eau dans la chaudière et plus de vapeur... Ou le brûleur est soufflé donc plus de chauffe et plus de vapeur...
Chauffer une chaudière vide n' est pas top!!! Remplir le bateau de gaz n' est pas trop malin, une étincelle peut faire "Boom"... Ne connaissant pas la source de la panne et la récupération du bateau risquant de prendre un temps certain je me mets en sécurité et j'actionne la vanne coupe-gaz.
• En fin de navigation et avant de sortir le bateau de l' eau, je coupe le gaz. Une fausse manip à la récupération, une chute du bateau, etc... De nouveau je me mets en sécurité.

Mais ce n'est que mon opinion... Il existe sûrement d' autres avis et utilisations. Certains la couple aussi avec une détection de fuite de gaz (mais à quel niveau de la ligne?), ou une lecture du niveau d'eau dans la chaudière... On peut complexifier tant que l' on veut, mais plus c' est compliqué et plus ça risque de créer de faux problèmes.

Une installation sérieuse, des connexions soignées sur la ligne gaz, un ensemble capacité chaudière/capacité réservoir gaz cohérent, une bonne estimation du temps de navigation sont encore les meilleures sécurités.

Bonjour rookie78

Merci beaucoup pour ton précieux avis.

Je pense qu'aucun d'entre nous n'aimerait vivre un "moment Jerry Lee Lewis" ("Big Ball of Fire"   - je peux finalement insérer un smiley 3D approprié) sur l'eau. Sans beaucoup d'expérience dans le domaine des modèles réduits de bateaux à vapeur et de chauffage au gaz, on s'inquiète de ce qui pourrait arriver. D'où la vanne d'arrêt de gaz. Pour un premier essai, je ne vais pas programmer de failsafe et voir ce qui peut se passer. Le risque est limité, car le modèle ne peut pas s'éloigner beaucoup plus de 50 m de l'émetteur, car l'étang n'est pas beaucoup plus grand.  
Avec les anciennes installations analogiques 40 MHz, il y avait parfois des craquements qui faisaient dévier brièvement les servos lorsque le métal frottait contre le métal à proximité de l'antenne. Mais avec les installations à 2,4 GHz, basées sur la transmission ou l'échange (si avec télémétrie) de paquets de données, cela ne devrait plus se produire. En tout cas, je ne voudrais pas que le chauffage s'éteigne définitivement à cause d'un bref "glitch". La vanne d'arrêt n'est prévue que pour les cas d'urgence.
Le premier essai sur l'étang montrera aussi rapidement combien de fois j'actionne involontairement l'interrupteur de l'émetteur et éteins ainsi le feu. Mais je ne m'inquiète pas de cela, car dans ce cas, je dois simplement atteindre le banc dans les 90 secondes, car la vapeur dans la chaudière est encore suffisante pour faire fonctionner la machine à vapeur, d'après le premier test dans la baignoire.

Bonsoir!
Je rejoins Rookie sur ce plan là .
Un bonne et simple installation avec une vanne coupe-gaz radio commandée est à mon avis le plus sûr.
L'alimentation en gaz fermée , on a suffisamment de temps pour rentrer revenir au bord.
Jerry Lee Lewis n'avait pas des "Big Balls of fire " , ça c'est moi ! Lui , il avait des "Great Balls of fire" !

Bonjour KBIO,

restons-en là : Il faut certainement des "big balls" pour risquer une "big ball of fire" sur l'eau - apparemment, on perd l'attention sur les mots anglais corrects quand on se concentre trop sur le français, ...

Voici encore quelques photos de la vanne coupe gaz, qui est un dérivé des solutions présentées ici sur le forum. Il est très confortable de pouvoir profiter de l'expérience des autres membres. Cela permet d'éviter de nombreuses erreurs et fautes et de consacrer son temps à des choses plus productives.

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Lorsque j'ai acheté un nouveau servo, j'ai constaté avec plaisir que les accessoires comprenaient quelques supports de servo très utiles. Ils se vissent facilement et fixent le servo de manière très sûre:
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Le modélisme, c'est aussi fabriquer et monter de temps en temps des choses qui ne sont pas indispensables, n'est-ce pas? Nos modèles sont probablement tous remplis de ce genre de choses, de sorte que KISS ("Keep it stupid simple") devrait peut-être parfois être mieux compris comme "Keep it simple, Stupid"...  

Pour faire court : j'ai quand même fabriqué une "soupape casse-vide" malgré les indications selon lesquelles il n'en fallait pas. Je voulais juste voir si cela fonctionnait ou non et cela n'a pas pris beaucoup de temps. Lorsque la chaudière à vapeur refroidit lentement, on peut même entendre un peu d'air être aspiré dans la chaudière par la soupape. Il suffit de la monter à la place du bouchon en haut de l'indicateur de niveau d'eau. Si la nouvelle soupape permet de protéger le manomètre contre les dommages, le montage est doublement intéressant : la soupape a un aspect intéressant et permet même d'économiser un peu d'argent pour un nouveau manomètre.

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Ce problème ne s'est jamais posé sur les modèles réduits de locomotives à vapeur construits jusqu'à présent et alimentés à l'alcool a bruler ou au charbon, car le souffleur auxiliaire à commande manuelle doit toujours être ouverte lorsque le régulateur est fermé, afin qu'un courant d'air circule toujours dans la chaudière et que le feu ne s'éteigne pas. Ainsi, au moins une vanne est toujours ouverte et aucun vide ne peut se créer dans la chaudière lors du refroidissement. Celui-ci n'est d'ailleurs pas aussi impuissant qu'on pourrait le penser : si le régulateur ET le souffleur auxiliaire de la locomotive sont fermés lors du refroidissement, la pression de l'air ambiant (pression atmosphérique) suffit sans problème pour pousser l'eau du tender dans la chaudière jusqu'à ce que celle-ci soit pratiquement remplie. Je peux donc facilement imaginer que le vide peut effectivement endommager le tube spiralé du manomètre.