Vu la simplicité
du moteur, il ne s’agit pas d’une opération très difficile, mais elle requiert
quand même de l’attention de façon à garder la cohérence des cotes entre les
différentes pièces.
Ebavurage des pièces de fonderie
Avant toute
chose, il faut retirer toutes les amorces de masselottes et les bavures sur les
pièces de fonderie.
Quelques limes,
un peu de patience et de l’huile de coude.
On aura soin de ne pas être trop gourmand sauf si on dispose d’une lime
à épaissir.
Usinage du socle :
Pas grand-chose à faire. La
précision des fonderies Stuart est largement suffisante pour abloquer la pièce
directement sur une surface brute en faisant attention de ne pas casser la
pièce dont les parois sont très fines.
Il ne reste alors qu’a surfacer
la partie inférieure.
On percera les trous des pattes de fixation en s’alignant sur les amorces
ménagées lors du moulage. Les trous de
fixation du bâti sur le socle seront percés plus tard.
Usinage du bâti et fabrication des coussinets :
Ici, on commence
par surfacer la face inférieure. On se
sert encore de la face supérieure du bâti, brute de fonderie, pour
l’ablocage. En réalité, le bâti repose
sur deux petits blocs posés sur champ.
Faire très attention encore de ne pas casser la pièce. Les parois sont très minces et c’est de la
fonte. Donc, bien faire porter les organes de serrages sur des parties
soutenues par le bas.
Il est temps
maintenant de percer les trous de fixation du bâti sur le socle. Pour cela, on positionne les deux pièces en
les maintenant par une pince fabriquée avec deux chutes de profilé. On perce en utilisant les amorces de trous
présentes sur le bâti, mais les mêmes amorces sur le socle posent plutôt un
problème car elles ne sont pas exactement dans l’axe des trous du bâti. Donc, dans une première phase, on effectue seulement
le marquage des trous sur le socle. Ils
seront percés séparément en recentrant les trous.
On laisse
momentanément le bâti et on s’attaque aux coussinets. Ils sont fabriqués à partir d’un morceau de
profilé de laiton. Attention, il n’y a
pas beaucoup de matière en trop…
Oh miracle, (mais
connaissant Stuart, c’est n’est peut-être pas si miraculeux), le profilé serré
dans le mandrin 3 mors permet de percer au centre. Pour s’en assurer, on dresse l’extrémité,
puis on vérifie que le foret est bien au centre. On perce donc 6.9 mm (0.1 en dessous du
diamètre nominal). On donne un petit
coup d’alésoir de 7.0 en s’aidant de la contrepointe pour centrer l’alésoir.
On en profite ici
pour usiner l’extrémité du premier coussinet d’après les cotes du plan.
Une fois cette
phase terminée, on coupe la pièce de laiton en deux parties égales de façon à
pouvoir fabriquer les deux coussinets extérieurs. Les deux parties sont reprise au mandrin en
s’aidant d’une tige d’acier de 7 portant un trou de centrage. On retrouve ainsi lors du serrage une bonne
concentricité par rapport au trou.
Dans la foulée,
on usine le coussinet central.
Il ne
reste plus qu’a marquer les emplacement des trous de fixation et des trous de
graissage.
On mesure
maintenant la hauteur entre l’axe des cylindres et les coussinets. Pour cela, on prend l’axe des ébauches des
trous des coulisses. On peut maintenant
calculer combien il faut reprendre dans le bâti pour les logements des
coussinets.
Pour l’usinage
des logements de coussinets, une partie délicate est l’ablocage. Il faut aligner la pièce sur l’axe supposé du
vilebrequin et dans ce cas-ci , il fallait la surélever car on ne pouvait
pas monter suffisamment la table de la fraiseuse. Pour l’alignement, on se sert encore de la
bonne qualité des surfaces brutes pour y plaquer une pige métallique qui
matérialisera l’orientation de l’axe du vilebrequin.
Après avoir
ajusté la hauteur des supports de coussinets avec une fraise deux tailles, on
fraise l’intérieur avec une fraise hémisphérique de 10 et on fait deux
dernières passes en décalant latéralement de 0.75 (et en relevant une fraction
de mm) pour arriver à une largeur de 11.5.
Ca donne une bonne ébauche. On
travaille par petites passes, car la pièce n’est pas serrée fortement sur son
support.
On termine
l’ajustage au bleu, à la lime et au grattoir.
Les coussinets doivent « tomber » tout juste dans leur
logement en gardant une libre rotation à la tige métallique.
Si les trous
de fixation et de graissage n’ont pas encore été percés dans les coussinets, il
est temps de le faire.
On marque alors
les trous dans le bâti en s’aidant des coussinets comme gabarit de perçage.
Le coussinet médian est percé de part en part
par son trou de graissage.
On peut ainsi
marquer dans le bâti le trou qui servira de logement à l’ergot de fixation du
demi-coussinet.
Les trous de
fixation dans le bâti sont ensuite taraudés.
Attention de bien garder la verticalité.
Un taraud n’est pas un clou et il ne se redresse pas par quelques coups
de marteau.
On voit bien le
trou central du coussinet médian.
Maintenant qu’il est marqué, on peut l’approfondir à la profondeur
voulue.
Le coussinet
médian est maintenant tronçonné en deux parties.
L’ergot de
centrage est soudé à l’étain.
L’excès de
soudure est enlevé au grattoir et le tout est terminé à l’alésoir en maintenant
les deux parties du coussinet bien jointes.
L’alésoir sert uniquement à nettoyer la soudure, pas à mordre dans le
coussinet !
Le trou à déjà été
alésé.
Bon, les
coussinets sont en place, ou peut s’en faut, il faut maintenant continuer
l’usinage sur le bâti.
Les portées des
cylindres doivent être parfaitement perpendiculaire à l’axe des coussinet (le
futur vilebrequin) et à la face inférieure du bâti. Cette dernière condition est cependant moins
critique.
On commence par
aligner les deux equerres de montage qui serviront du support au bâti.
Lors du clamage
du bâti sur les équerres, on prend comme référence l’axe provisoire placé dans
les coussinets pour vérifier que la fraise est bien perpendiculaire à cet
axe.
Dans ce cas-ci, le côté du bâti
repose bien à plat sur la table de la fraiseuse ce qui prouve encore
l’excellence des fonderies Stuart.
On peut commencer
à surfacer la portée des cylindres.
Ce
n’est guère plus qu’un surfaçage, car la quantité de matière à enlever est
minime.
Maintenant, il
faut terminer les alésages pour les coulisses.
Tête à aléser ? C’est une
grosse bête à mettre en œuvre pour pas grand-chose. J’assume donc ma fainéantise et décide de
confier le travail à une fraise de 16 après une première passe avec une fraise
de 14 pour écrouter la surface du trou.
Le résultat est
parfait et nettement plus rapide qu’à la tête à aléser.
Le bâti est
maintenant presque terminé. Il faut
encore y percer les trous de fixation des cylindres, mais c’est pour plus tard.
Usinage du vilebrequin :
Pour cette pièce,
j’étais plein d’ambition. Bien que les
matériaux soient fournis pour en fabriquer un brasé, je décide tout à coup d’en
usiner un dans la masse.
Je trouve le
rondin qui va bien, je trace les centres et roule ma poule.
Comme le disait si justement Marie Antoinette quand on lui coupait les cheveux, jusqu'ici, tout va bien...
Bon, certains
auront déjà bondi lorsqu’ils auront vu les premières photos. C’est ce qui arrive lorsqu’on commence une
opération en improvisant et en ne prenant pas le temps de penser à ce qu’on va
faire.
On va donc
revenir sur le plan initial et la version brasée. Rien de bien complique. Usiner les manivelles et les percer deux par
deux. On positionne ensuite le tout pour
le brasage en utilisant une calle en tôle d’inox. On m’a dit que ça ne se brasait pas.
Et un coup de
chalumeau plus tard…
Pour l’inox qui
ne se brase pas, c’est raté. Enfin, je
suis finalement parvenu à arracher la plaque, mais elle tenait bien. Comme quoi, toujours de méfier de ce qu’on
entend.
Maintenant, il
faut le nettoyer. Après un bon nettoyage
à l’acide sulfurique et aux ultrasons, on le met au tour. Ne pas oublier avant brasure de percer les
centres sur l’axe du vilebrequin. Ca
aide pour le montage sur le tour.
Ici, on ne fait
que les faces externes des manivelles.
Les faces internes ne sont pas encore accessibles.
Il faut
maintenant couper à la scie les parties de l’axe qui ne sont pas
utilisées. Attention à ne pas couper les
manetons à la place !
Maintenant, les
faces intérieures et la finition du reste se fait à la lime et à la toile émeri
avec un peu de patience.
Bon, il y a
encore un peu de boulot, mais ça commence à ressembler à un vilebrequin.
On peut
maintenant vérifier qu’il n’est pas gauchi et que tout tourne librement.
On
peut passer à la fabrication des fonds et des couvercles de cylindres. Rien de bien compliqué. Les deux fonds sont usinés tête-bêche de
façon à avoir assez de matière dans le morceau fourni, tandis que les
couvercles sont plus fins et peuvent être usinés et tronçonnés directement.
Les trous sont
percés en utilisant la table rotative comme diviseur.
Voilà qui est
fait. Il ne manque plus qu’un petit coup
de polissage, mais c’est pour plus tard.
On peut
maintenant passer aux cylindres. Ici
encore, il faut d’une part que les deux extrémités soient parfaitement
parallèles, mais aussi que la glace de distribution soit parallèle à l’axe des
cylindres.
On clame le
cylindre sur la table de la fraiseuse en ayant soin de placer la surépaisseur
de fonderie dans la rainure. Le cylindre
est ainsi presque horizontal. On peut y
aller. Une fois terminé, on retourne le
cylindre et on fait l’autre côté. On
aura toujours soin de bien équilibrer l’enlèvement du métal par rapport aux
évents de la glace de distribution de façon à ce que le cylindre terminé,
ceux-ci ne soient pas excentrés.
Il faut maintenant
surfacer la glace. Pour la positionner
le mieux possible, je me suis aidé de deux petites équerres posées sur les
glissières de l’étau de fraisage.
Une fois l’étau
serré, on peut y aller, en ayant soin d’avoir un bon état de surface. Ca aidera lors du polissage de la glace.
Voila les deux
cylindres encore loin d’être terminés.
Il faut
maintenant usiner l’alésage. Pour cela,
j’aurais bien refait le coup de la fraise, mais je n’avais pas de fraise de
19. Donc, le tour est la meilleur
option. Un petit centrage sur le mandrin
4 mors en s’aidant du trou de fonderie, presque parfaitement circulaire.
Bon, il faut
encore fraiser les cavités dans lesquelles débouchent les canaux des évents
extérieurs. Un petit coup avec une
fraise de 6 et c’est fait. On perce
ensuite les canaux qui font communiquer le cylindre avec les évents et pour
terminer, le trou latéral qui servira à l’échappement..
On passe
maintenant au perçage des trous pour fixer les cylindres sur le bâti. Rien de plus simple. On se sert des couvercles comme gabarit de
perçage. Oui, mais encore faut-il bien
orienter le gabarit. En réalité, un des
trous pour les gougeons de fixation correspondait au débouché du canal d’amenée
de vapeur dans le cylindre (voir photo du cylindre « réparé »).
Que
faire ?
Pour une fois, heureusement
que nous ne sommes plus à l’époque de la vapeur mais bien des matériaux
nouveaux.
Un peu d’Araldite chargée avec
de la limaille de fonte et on n’y voit (presque) plus rien.
On peut maintenant
repercer les trous avec l’orientation correcte.
Pour marquer les
trous sur le cylindre, bien s’assurer que la glace est orientée
perpendiculairement à la base. Pour cela
un petit coup d’équerre.
On perce les
trous dans le cylindre.
On taraude
Et on peut monter
pour voir si tout s’assemble bien.
Pour un
usinage fait dans les tolérances, les pièces devraient être interchangeables
d’un cylindre à l’autre, mais comme je ne suis qu’un usineur du dimanche, je
marque toutes les pièces pour les apparier.
27 février ... 2025Eh oui, ça fait plus de 12 ans que j'ai attaqué la construction de ce petit moteur. Entretemps, il a pris la poussière pendant plus de dix ans sur une étagère.
Comme je l'ai expliqué dans mon introduction, je ne me rappelais plus avoir fait un reportage photographique des débuts de la construction, donc je n'ai pas jugé utile de le faire pour la suite. C'est dommage...
Quoi qu'il en soit, les phases les plus spectaculaires de la construction ont été couvertes, comme la fabrication du vilebrequin. La dernière phase a surtout été de l'ajustage et de la patience. Ce qu'on voit sur la photo ci-dessus est loin d'être quelque chose de fonctionnel. Ca frotte et ça force de tous les côtés. Ca prends pas mal de temps, de patience, de coups de limes et d'alésoir pour obtenir un assemblage qui tourne avec un mouvement doux sans point dur.
Et voici quand même quelques photos de la bête terminée.
Et une petite vidéo
