la réserve planches, charnière, ses ressorts et le réglage de pression

Dès nos débuts nous avons constaté que les ressorts en compas formés de corde à piano enroulées se déformaient trop vite et de plus étaient source de bruits de grincements lors des glissements.

Ils ont été rapidement remplacés par des ressorts de compression en forme de boudin, mais on peut aussi utiliser des ressorts en tension! (voir plus bas dans l'article)

Quelle force doivent développer les ressorts pour une réserve de 22*40 cm pour obtenir une pression de 15 cm d'eau par exemple?

En négligeant l'angle de la réserve en position haute et gonflée au maximum cela correspond au poids de 2.2*4*1.5 décimètres donc 13.2 litres d'eau, soit 13.2 Kg.

Son efficacité se mesure au pèse-vent.

l'action du ressort est aussi fonction de l'endroit où il applique sa réaction donc du levier, c'est à dire la distance de son point d'application à la charnière.

Sa force est moins forte près de la charnière mais son allongement donc son déplacement est réduit et le résultat plus régulier sur l'amplitude.

Sa force est plus efficace loin de la charnière mais son amplitude est plus grande ce qui complique le calcul de sa régularité. Au départ moins comprimé qu'au moment du déclenchement de la soupape.

Une question vient alors à l'esprit du fabricant amateur lors de la réalisation de sa réserve :

Vaut-il mieux pour obtenir une même pression dans la réserve, utiliser un ressort unique, puissant et rigide ou plusieurs souples ?

La réponse par l'observation des solutions empiriques retenues par les fabricants traditionnels penche pour la multiplicité de ressorts souples mais pourquoi ?

L'explication en est donnée dans le livre d'Herbert Jüttemann (Waldkich and fairground organ ISBN 3878852495) déjà abondamment cité sur ce blog à la page 93.

Il suffit de tracer sur un diagramme ayant la pression en abscisse et en ordonnée l'allongement (pour un ressort en traction) ou le rétrécissement (pour un ressort en compression).

Le constat est immédiat et son interprétation facile ; pour une même pression maximale atteinte par l'utilisation des deux solutions, la différence des pressions mini/maxi entre les deux type de ressorts nous permet de prédire que pour un même débattement de la réserve la variation de pression sera moindre dans les cas des ressorts souples que dans le cas du ressort unique et donc cette solution permet une meilleure régulation des variations de pression lors de variations de volume de la réserve.

La preuve par l'image et la technique :

On a bien la relation ΔDS=ΔDR et ΔPS<ΔPR qui peut se traduire en français par:

Pour un même déplacement ΔDS des ressorts souples égal à celui du ressort rigide ΔDR pour atteindre une même pression maximum fixée on a une variation de pression des ressorts souples ΔPS inférieure à celle du ressort rigide ΔPR.

Réglage avec crémaillère et un seul ressort vers le fond du soufflet avec un grand débattement.

réglage avec 4 ressorts et petit débattement plus près de la charnière

La solution intermédiaire 2 ressorts avec un réglage par déplacement glissant.

Mais dans ce cas les ressorts sont identiques ils sont simplement placés différemment:

un seul en extrémité avec un déplacement maximal ou quatre près de la charnière avec un déplacement minimal. Cette dernière solution étant préférable pour les raisons exposées ci-dessus

Au passage il faut remarquer l'usage d'une barre avec d'un coté une charnière ou une butée et pour l'autre extrémité un réglage de hauteur par exemple avec une crémaillère ou comme sur une des dernières modifications de mon orgue un système plus progressif par vis

qui est fixé sur le collecteur à travers une zone pleine

Cette barre désolidarise le système de régulation de la pression du chemin des cartons qui risque de sauter avec la force des ressorts si on démonte le chemin des cartons avant de démonter les ressorts.

Cette barre sert également de support pour fixer le système de déclenchement de la soupape de surpression de la réserve. Le réglage est facile et toujours accessible.

Dans un premier temps, en tournant la manivelle pour produire de l'air sans courroie et flute de pan bouchée et les ressorts sous pression on comprime les ressorts avec la tige de réglage et son boulon pour obtenir une pression de départ avec un minimum de 10 cm d'eau ou inversement la pression avant butée avec une réserve presque à plat.

Puis on cherche l'emplacement des ressorts entre la charnière et le fond de la réserve pour obtenir la pression de service maximum (par exemple de 13 à 15 cm d'eau) avec la réserve pleine avant déclenchement de l'ouverture de la soupape de surpression, ce qui va changer la pression de départ.

La différence entre ces deux pressions doit être la plus faible possible et comme ces deux paramètres sont réglés indépendamment on trouve le bon compromis par tâtonnements successifs, en conservant la pression finale réserve pleine légèrement supérieure à la pression de départ réserve vide, mais toujours avec un écart le plus faible possible.

Un autre avantage des ressorts en boudin par rapport aux ressorts en forme de compas spiralés:

même compressés à fond il ne seront pas déformés par dépassement de la limite élastique et ils conservent leurs propriétés mécaniques beaucoup plus longtemps sans les signes de fatigue qui obligent à retendre périodiquement les ressorts en compas.

Par contre il existe un ressort en compas qui n'a pas ces inconvénients mais qui n'est pas en corde à piano mais fait avec des lames:

Un ressort du fabricant Vanel référence: C.480.300.1000, me convenait et il a été même proposé dans les commandes groupées pendant un temps,

mais cette société est défaillante à tous les niveaux:

Par exemple pour leur logiciel de commande en ligne, la référence est affichée comme disponible, mais après commande et paiement, on m'annonce qu'elle n'est pas en stock ni lancée en fabrication.

Donc, si le logiciel de gestion est correct alors, c'est la tenu du stock qui laisse à désirer.

L'expédition n'a été faite que très tardivement et après rappels, de plus avec une référence de substitution certes relativement proche mais qui n'est pas celle que j'avais commandé.

La commande est arrivée incomplète il manque un autre exemplaire d'un ressort pour des essais que j'ai bien payé lors de la commande mais que je n'ai jamais reçu.

De plus malgré un paiement à la commande impératif selon le logiciel de commande en ligne, le service facturation me réclame une seconde fois le paiement de la facture en affirmant qu'ils ne retrouve pas la trace de mon paiement! Un comble, puisqu'il est impossible d'avoir été livré sans paiement préalable...

Et comme mes critiques sont sur le net le gérant de cette société me menace de recours juridiques pour atteinte à sa réputation. Vu que j'ai conservé les preuves de ses malversations avec les mails échangés, j'attends sereinement la convocation au tribunal pour à mon tour l'attaquer pour recours abusif!

Jusqu'à ce jour, je n'ai reçu que des menaces par mails, mais toujours pas de passage à l'acte comme une convocation au tribunal...

D'ailleurs je ne suis pas le seul à mettre des critiques défavorables pour ce fournisseur sur le net et ceux qui le font vont beaucoup plus loin en le traitant carrément d'escroc volontaire et organisé.

Pas de soucis je connais plusieurs autres fournisseurs honnêtes et efficaces!

Quelques fournisseurs de ressorts en boudin avec un tableau pour choisir ses ressorts, chez lesquels j'envisage de renouveler le stock pour les commandes groupées des futurs stagiaires:

Ferroflex Sodemann

Une autre variante consiste à utiliser des ressorts en traction (un de chaque coté) avec une poulie de renvoi comme l'explique Bernard Baudoin:

Une autre façon de (ne pas) plier les cuirs des soufflets.
J'ai vu dans certaines réalisations anciennes (Thibouville), des réserves et des soufflets réalisés sans
pliage de cuir, à base de ce qui m'a semblé être du parchemin (c'est aussi un genre de cuir). De
même, la réalisation des soufflets des accordéons est réalisée sans pliage régulier.

J'ai réalisé ce genre de truc sur un de mes orgues, par nécessité car les éclisses internes se décollaient faute
d'une bonne maîtrise de la colle forte.
Principe de base : les éclisses sont en contreplaqué aviation de 1,5 mm, les joints-charnières sont en
cuir (une veste achetée 10 € chez Emmaüs).
L'angle que forment les éclisses va de 0 à environ 90 degrés. Le soufflet est réduit à un gousset, qui
va se chiffonner lors du mouvement dans un espace laissé libre grâce à la découpe des éclisses (40°
au lieu de 45°).

Avantages : plus de retournement possible, gain d'épaisseur notable en position repliée, moins de
cuir utilisé (donc plus facile à caser dans les pièces de cuir).
Inconvénients : prise de tête à la conception, réalisation d'un bâti pour coller les goussets.
Bernard BAUDOUIN

La page de Bernard Baudouin est devenue un blog à part entière:

https://o-d-b-selon-b-baudouin.blog4ever.com/

Les calculs de Bernard Baudouin permettent de choisir les ressorts qui obtiennent à la fois la pression à obtenir et une grande régularité sur le débattement, c'est à dire une très petite variation de pression entre les minima et maxima du débattement. Par contre il sera difficile de trouver le ou les ressorts qui possèdent les caractéristiques très précises dans les catalogues des fournisseurs, même si leur catalogue est particulièrement fourni et accompagné d'un logiciel pour choisir.

Car le ressort qui a les bonnes caractéristiques n'est pas systématiquement fabriqué. On se rabat sur le ressort le plus proche. Il faut savoir calculer et s'adapter ...

Pour ma part j'obtiens un résultat approchant par tâtonnement en réglant simultanément,

- avec les ressorts fournis dans l'article commandes groupées l'ensemble ressorts et barre de compression se retrouve à l'horizontale à 7.5 Cm du dessus du battant de la réserve.

- la pression de départ par un réglage en hauteur de l'extrémité coté tige filetée de la barre de fixation.

- puis la pression réserve pleine par déplacement des ressorts plus ou moins loin de la charnière.

Lorsque les deux pressions coïncident presque autour de la pression que je me suis fixé pour le fonctionnement de l'orgue, je considère les ressorts bien réglés.

Sinon avec des ressorts quelconques, je teste en choisissant dans un lot de différents ressorts stockés au hasard, suite à des approvisionnements lors de brocantes ou déstockages promotionnels et je sélectionne la combinaison qui donnent le meilleur résultat à la lecture de mon pèse-vent.

Ces deux modes de réglages d'approche permettent d'avoir la possibilité de régler simultanément la pression initiale réserve presque vide et la différence minimum de pression entre la compression de départ et celle avec le débattement maximal de la réserve, c'est comme toujours un compromis entre deux objectifs opposés.

Par contre je ne n'avait pas besoin de connaitre les caractéristiques de mes ressorts qui sont d'ailleurs tous différents, soit en diamètre de fil ou d'enroulement soit en nombre de spires, soit en longueur à vide.

Mon guide pour mesurer ce résultat c'est mon pèse-vent.

La position finale pour mon orgue avec 3 ressorts, sous la barre de maintient:

j'ai aussi trouvé une position avec deux ressorts le plus fort coté charnière de la réserve et le plus souple à l'opposé.

Donc il n'existe pas de méthode sure et chacun trouve une solution en fonction de ses approvisionnements dont le prix de revient n'est pas négligeable:

Beaucoup de ressorts pas chers à stocker ou quelques uns avec une commande unitaire à prix élevés avec en plus des frais d'expédition...

Dans les faits un orgue traditionnel Erman ou autre qui joue faux n'est pas toujours désaccordé mais plus souvent ses ressorts en compas sont simplement fatigués et doivent être retendus pour retrouver sa pression initiale de service. Pour mesurer l'effet de cette force exercée par les ressorts un outil spécifique est indispensable le pèse-vent.

Il faut aussi connaître l’effet venturi pour comprendre l'effet de la dynamique des fluides, pour savoir où et comment s'en servir.

Dernièrement L’article de Bernard Baudoin nous montre un calcul sur la rigidité du ressort qui tombe parfaitement avec la forme de la réserve pour garder une pression presque constante sur tout le débattement:

Une piste en cours la régulation par une came excentrique sur le principe de la fusée des moteurs à ressort d'horlogerie tout à fait applicable à un ressort de réserve pour une pression constante sur tout le débattement.

Bernard Baudouin a aussi fait quelques recherches sur:

comment obtenir une pression constante

et aussi un calcul du débit consommé par les flûtes et les pertes de charges dans les gravures et soupapes

Sinon l'alternative à la force du ressort c'est la gravité par l'intermédiaire d'un poids qui lui permet un effort (presque) constant sur tout le déplacement. Mais son inconvénient c'est justement ce poids (généralement de plus d'une dizaine de Kilos) qu'il faut alors emmener partout à comparer à la masse des ressorts ...

le type de réserve qui utilise un poids c'est la réserve à membrane de la soufflerie type Hamel voir dans l'article soufflets et réserves.

Qui elle aussi n'est régulière en pression que sur une partie du débattement qu'il faut donc limiter.

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Ces deux modes de réglages permettent d'avoir la possibilité de régler simultanément la pression initiale et la différence de pression entre la compression de départ et celle avec la compression maximale, c'est comme toujours un compromis entre deux objectifs opposés.

Pour les dimensions des planches de réserve selon la version 2018:

2 planches de 230x500 mm épaisseur 10 mm

1 planche de 270x540 mm épaisseur 10 mm

voir l’article.

Pour la charnière: voir l’article.

Pour le cuir et les éclisses: voir le plan cuir et éclisses

et l’article

Pour la soupape de surpression avant Gavioli.

Pour le futur Gavioli.

03/10/2014