Nous voici arrivés aux phases d'études préliminaires. Bien que nous utilisions un logiciel de CAO il y a quand même beaucoup de temps à passer, près de 180 heures...

Il faut travailler rigoureusement, méthodiquement car de la qualité de ce travail dépendra toute la chaîne aval du processus de réalisation. Plutôt qu'un avant projet rapide basé
sur des formes d'enveloppe d'encombrement, nous avons opté pour un avant-projet détaillé. Cela signifie que toutes les pièces sans exception ont été dessinées et assemblées entre elles. Les deux chapitres qui suivent présentent une synthèse des résultats de cette phase qui finalement conclut à la faisabilité du projet. Les phases suivantes seront des phases de prototypage, avec la chaudière en premier objectif.

 

Source : musée Berliet- Purrey 1910

On rappelle que notre projet porte sur une semi-maquette fonctionnant à la vapeur vive. Des compromis seront nécessaires par rapport à l’original.
Cet article est une synthèse rapide de la démarche et des résultats obtenus.

Plan d'encombrement : ici

 

Dans la conception nous séparerons clairement les sous-ensembles fonctionnels des sous-ensembles décoratifs. Leur traitement sera différent. A ce stade d’avant-projet on part du principe que le camion sera radiocommandé : direction, frein, réglage/inverseur d’allure vapeur. En effet, à cette échelle, concevoir, réaliser et faire fonctionner toute ces commandes en direct font s’accumuler beaucoup de problèmes. De plus, mise à part la performance « modélistique » cela n’amènera guère de supplément de plaisir en fonctionnement, du moins c’est ce que nous pensons au stade où nous en sommes.

Châssis

 

Le châssis du camion d’origine est de type mécano-soudé en profilés « U » de forte section judicieusement renforcés par des plats et cornières aux emplacements critiques. A une époque où l’assemblage par rivetage était la norme cela dénote une attention particulière à l’efficacité et à la robustesse. En effet, plus souvent que coutume, ces camions devaient fonctionner en extrême surcharge sur des routes parfois douteuses.
Ce châssis a la particularité d’avoir un contreventement central, appelé par Purrey « faux châssis intérieur », qui rigidifie considérablement l’ensemble vis à vis des efforts de torsion longitudinale. Afin de ne pas subir de contraintes nuisibles, c’est sur ce faux châssis qu’est monté le moteur, pièce mécanique sensible s’il en est.

 

Sur le dessin ci-dessus on a figuré les tampons avant et arrière, d’origine en bois sur le camion. Ce sont des accessoires qui peuvent être définis comme on le souhaite.
Nous avons gardé ces dispositions générales en optant pour du profilé « U » laminé à froid de 30x30x30x2. Il est peu coûteux, facile à se procurer, soudable. Il a de bonnes qualités mécaniques mais son usinabilité est moyenne. Idéalement pour affiner l’aspect général, les ailes du « U » devraient être fraisées à 18-20mm de large. Cela sera à aviser lors de la phase projet opérationnel. Pour l’avant projet on n’a pas modifié le profilé marchand.
Le train avant, l’arbre intermédiaire, le train arrière seront boulonnés sur les ailes du « U » du châssis.
Sur la vue ci-après on voit le châssis équipé des trains roulants. Ceux-ci seront détaillés un peu plus loin dans le document.

 

A l’arrière on peut voir la caisse à eau. Elle ne sera pas uniquement décorative, mais contiendra certainement une réserve d’eau car la chaudière de type semi-instantanée devra être alimentée en permanence. Ces chaudières ont la particularité d’avoir une capacité de vaporisation instantanée importante avec en contrepartie une faible réserve de marche (faible quantité d’eau).

 

La chaudière, qui ici est représentée par un simple modèle d’encombrement, se place entre la deuxième traverse avant et le « faux châssis ». Il n’y pas beaucoup de liberté pour bouger les traverses dans cette zone. La fixation de la chaudière doit être bien étudiée car elle doit pouvoir être libre de se dilater, mais aussi d’être solidement fixée pour ne pas bouger à chaque défaut du sol. Il y aura une fixation trois points : une sur la traverse et les deux autres via des cornières qui peuvent glisser sur le platelage fixe via des boutonnières.

 

Sur la figure ci-dessus on distingue le moteur en position horizontale fixé sur le faux châssis et accouplé à l’arbre intermédiaire. Des roues d’engrenages divisent par deux la vitesse de rotation du moteur. L’arbre intermédiaire est muni d’un différentiel. Aucune information précise sur celui-ci dans la documentation. On suppose, d’après la photo du châssis, qu’il s’agirait d’un modèle à glissement par friction plutôt qu’un système à planétaire aujourd’hui monté en standard sur les véhicules routiers. L’arbre intermédiaire entraîne les roues arrière via une démultiplication par chaîne. Sur la machine d’origine la démultiplication est de 1:5 mais on vise plutôt 1:7.

La cabine qui donne une part importante à la signature esthétique de ce camion sera traitée comme un sous-ensemble décoratif non fonctionnel.

 

Elle sera montée sur un platelage en alu ou laiton de 3mm lui-même fixé sur le châssis. Cela permet d’accéder très vite à la chaudière pour de la réparation ou de la simple maintenance.
La photo d’écorché de cabine, photo extraite d’un catalogue Purrey, montre que la solution du modèle n’est pas très éloignée de celle de l’original. Sur cette photo on peut apercevoir en fond de cabine une pompe à vapeur dite « petit cheval », un graisseur mécanique fixé sur la carrosserie. Derrière le volant de direction se cache le frein à vis et volant comme cela existait sur les wagons garde-frein des premières époques du ferroviaire.

 

Train arrière

Sur le camion Purrey le train arrière est soigné mais de conception classique. C’est un essieu rigide suspendu par des ressorts à lame et guidé par des tirants. On distingue la couronne où s’engrène la chaîne de transmission.

   

Les roues étaient en bois, montées par assemblage sur un moyeu acier. Les bandages acier des débuts qui abîmaient le revêtement ou arrachaient les pavés en bois des chaussées furent interdits en ville . Il furent remplacés par des bandages pleins en caoutchouc.

 

Hors de question de fabriquer les roues par usinage dans la masse, ce qui relèverait de l’exploit. On procédera via des fonderies d’aluminium moulées à partir d’une empreinte fabriquée sur imprimante 3D. Les bandages faute de mieux seront moulés en silicone. Du boulot et de la prise de tête en perspective.

Systéme de freinage

Le camion Purrey avait deux systèmes de freinage : par renversement vapeur et par des freins à bande. L’option d’en mettre ou non sur le modèle n’est pas encore pleinement tranchée. Si elle est retenue, ce qui est probable, le frein sera commandé par un servo de voiture RC au 1/8ème.

 

Sur ce schéma on peut concevoir le principe de ces freins au demeurant tout à fait efficaces en usage modéré et à basse vitesse. Leur problème est l’évacuation de la chaleur générée dans la bande. On adjoignait à la bande de serrage des taquets ou sabots en bois dur, même sur les locomotives. Ces taquets s’usaient mais étaient amovibles. Pour nous une simple bande en feuillard d’acier sera très suffisante d’autant que l’on disposera du frein vapeur. Ci-dessous la version finale d’avant-projet.

 
 

On voit ci-dessus une des premières études d’implantation des freins à bande sur le châssis. Ce modèle a validé la commande mécanique depuis la cabine sans tringlerie complexe. Bon OK mon levier à secteur n’est pas le plus esthétique qui soit.

 

Sur cette photo on peut voir les premiers modèles de frein utilisés. Si l’on est perspicace on observe les taquets qui sont pressés sur le moyeu. On notera la taille des maillons de la chaîne de transmission. Que de progrès réalisés dans les aciers alliés à haute résistance.

Train avant

 

Cet agrandissement de photo donne une bonne idée de la commande de direction qui est simple voire sommaire.

 

Ci-dessus l’interprétation de cette essieu directeur. Compte tenu des capacités d’usinage de nos machines outils on va s’efforcer de n’avoir à façonner que des pièces en laiton ou en aluminium. La contrepartie c’est que les pièces doivent être plus massives qu’en acier pour tenir les contraintes et durer suffisamment. Il y aura quand même une petite cure d’amaigrissement à faire subir certaines pièces de cet essieu.

Motorisation

Ce ne sera qu’un rapide survol car il y aurait beaucoup à dire. Il y aura aussi pas mal de réflexion à venir avant de passer à des plans d’exécution. Les maîtres mots du cahier des charges sont : compacité, robustesse, simplicité. Pas mal comme casse-tête, non ? Heureusement que d’autres modélistes sont passés avant nous et que l’on part d’un terrain déjà bien défriché.

Le moteur est un bicylindre double effet de 7 à 8 cm³. Il entraîne la pompe à eau. Il intègre un étage de démultiplication. Les engrenages sont de fourniture commerciale en module 1, résistants et peu coûteux. Comme il s’agit d’un bicylindre on peut se passer de volant d’inertie. Le vilebrequin est à trois paliers, pas facile à régler on est d’accord, mais cela autorise l’utilisation d’acier à faible module que nos machines outils peuvent usiner.

Au premier plan, la pompe à eau, ensuite avec la manette rouge le régulateur/inverseur de vapeur, au fond c’est le graisseur à déplacement.

     

L’écorché montre l’astucieux système de guidage des bielles motrices qui fait gagner en longueur. Le moteur est supercarré, l’alésage et la course sont très proches en valeur.

Accessoires

Ce sont eux qui vont donner la signature visuelle au modèle. La finition d’un modèle peut prendre énormément de temps. C’est pour cette raison que nous faisons de «  l’accessorisation » un module indépendant de l’architecture fonctionnelle du modèle qui elle ne devra plus bouger, sauf défectuosité bien sûr.

Cabine

En premier lieu la cabine. Nous sommes conscient qu’elle peut demander autant de temps d’usinage et d’ajustage que le moteur.
En version de base elle va comprendre le volant de direction, le volant de frein mécanique, le petit cheval, le graisseur, le manomètre et bien sûr les lanternes de route. Il se peut que certains accessoires soient réalisés par fonderie avec réusinage ultérieur. Rien n’est fixé dans ce domaine pour l’instant.

   

Les principaux accessoires de la cabine sont représentés. Le volant de frein juste derrière le volant de direction sera repris car un peu trop grossier. S’il n’est pas destiné à manœuvrer on allégera sa silhouette au maximum.

Chaudière

Il possible de faire de la finition sur le casing (enveloppe extérieure de la chaudière) qui sera alors considéré comme un simple capot à la chaudière. Le fil électrique en cuivre recuit est un bon candidat pour les tuyauteries à l’échelle. La difficulté est de le braser à l’argent sur le casing car la soudure étain tiendra mal. Les deux photos ci-dessous montrent qu’il y a de quoi faire.

   

Sur la gauche de la chaudière c’est la soute à coke.

Bâche à eau

   

Selon sa destination finale tout en conservant son aspect général la structure de la bâche à eau risque évoluer. Par exemple concevoir une ouverture de la partie arrière (là où se trouve la trappe de visite) comme un tiroir. Dans cette hypothèse on placerait toute l’alimentation et l’électronique sur une platine. Elle peut aussi se diviser en deux compartiments : un pour la réserve d’eau et l’autre pour la réserve de gaz. On verra chemin faisant ce qui s’imposera.
En tout cas de jolis rivets, vrais ou factices, viendront parfaire l’aspect visuel.

Autres accessoires
Ce sont les crics, boîte à outil, tuyaux de pompage...

Que dire encore ?

Eh bien, malgré tout cela le chemin n’est pas terminé même si vous jouez la simplicité avec un camion plateau-ridelles. Vous n’êtes pas encore arrivés non plus si vous choisissez la version autocar à vapeur. D’ailleurs, regardez vous avez déjà deux copains qui vous attendent. Vous vous sentirez moins seuls.

 

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