Pour modélistes chevronnés

MOTORISATION de PANTOGRAPHES en «HO»

J'ai choisi pour pour cette démonstration ma neuvième machine à pantographes motorisés,

la CC 7131 de la marque RIVAROSSI .

Rédacteur : Jacques DELESTRE

Création : juin 2014

Je possède pour ma part 8 machines à pantographes mécanisés, mais à chaque fois une nouvelle étude du mécanisme pour des causes de conception des machines, distance entre les pantographes, hauteur des transmissions sur les bogies, position du moteur, etc.
CC_7131.jpg
 
La CC 7131 de la marque RIVAROSSI possède un bon roulement, moteur équipé de volants d'inerties, une transmission par cardans flexibles, un châssis monobloc important pour donner de l'adhérence à la machine.
 
Cette machine n'est pas la plus simple pour mettre en oeuvre cette fonction très peut développée à ce jour, mais elle impose des modifications intéressantes genre descente du moteur, modification des volants d'inertie, divers usinages dans le bâti, conception du support mécanisme et circuit de commande. 
Les différentes étapes de ce projet :
 
1°- Identifier les principaux matériels pour cette commande de pantographes.
2°- Faire une étude préliminaire de faisabilité.
3°- Dessiner toutes les pièces concernées par ce projet (carcasse de la machine, châssis, bogies, moteur équipé des volants, type de pantographes avec l'entraxe de ceux-ci, etc).
4°- Trouver la meilleure en place les différents matériels de commande des pantographes par rapport aux éléments de base.
5°- Conception des supports des différents matériels.
6°- Conception du circuit de commande électronique du dispositif.
7°- Montage de l'ensemble dans le corps de la machine.
8°- Essais de fonctionnement.
 
 

Identification du matériel nécessaire

Principe du mécanisme :
Création d'un mouvement alternatif longitudinal entre les 2 pantographes sous la toiture de la machine à l'aide d'un micro-moteur réducté
Commande par décodeur avec les fonctions F1 et F2 
Identification des matériels :
- Pour la partie mécanique, le micro-moteur réducté sera équipé d'un couple d'engrenage à denture droite pour commander une vis sans fin liée à la commande des pantographes et de pièces
diverses qui seront définis au cours de la construction.
- Pour la partie électronique, il est nécessaire d'avoir un pont redresseur, un relai 2RT pour l'inversion de la polarité sur le moteur, un décodeur servant aussi au fonctionnement de la machine, et un certain nombre de composants électroniques de type CMS pour des problèmes d'encombrement sur le support des circuits électroniques. Ces composants seront précisés en cours de création des fonctions de commande.
 
Etude préliminaire à la réalisation :
Cette étude a pour but de savoir si le projet est réalisable
Ex : ce projet n'est pas possible sur une BB 900 de chez ROCO par le manque de place à l'intérieur de la machine.
Mais possible sur des machines genre  BB 9200,  BB 9300  ROCO, BB 36000  JOUEF, BB 26000 RIVAROSSI, AGC 81500  LS MODELE, etc.
 
Définition des éléments internes de la machine :
Je dessine sur ordinateur les différents éléments incontournables de la machine pour en déterminer les espaces disponibles au mécanisme de commande.
Chassis_nu.jpg
Bogie_et_moteur.jpg
Carcasse_equipee_pantos.jpg
 
Puis en faire le montage en coupe et en vue de dessus
Emplacement_circuit_tringlerie_et_decode
Machine_vue_de_dessus.jpg
 
Faire les dessins d'encombrements de tous les organes de la commande des pantographes, pour rechercher la meilleure position possible  de leur emplacement.
Composants_1.jpg
 
Mise en place des éléments :
La mise en place des éléments doit tenir compte en premier de la taille de ceux-ci, ces éléments seront montés sur un support plan type circuit électronique
Le choix du support sera de l'époxy  de 1 mm d'épaisseur à double face (composants électroniques sur les 2 faces).
La première chose à faire va être d'ajouter sur les pantographes une petite bielle de manoeuvre et de faire 2 fentes sur le toit de la machine.
- L'entraxe de fixation des pantographes est de 108.5 mm, la longueur des bielles la plus courte possible en fonction de la position du système de commande et la longueur des fentes dans la toiture de 13 mm. Les 2 fentes sont du même côté sur la toiture et décalées de 3,5 mm de l'axe.
- Cette bielle sera soudée sur le pantographe devant une des fentes de celui-ci. 
Attention :  on aura 2 pantographes symétriques à cause des bielles.
Definition_des_bielles.jpg
Fentes_sur_toiture.jpg
Pantos_avec_bielle_1.jpg
Pantos_avec_bielle_2.jpg
Bielle_sous_toiture.jpg
 
Ensuite on va se rendre compte qu'il faut impérativement descendre le moteur de plusieurs millimètres pour donner de l'espace entre celui-ci et la toiture.
- Dans le cas présent le moteur a été descendu de 3,2 mm, il faudra concevoir une nouvelle fixation car le clips plastique d'origine n'est plus utilisable.
Moteur_et_motoreducteur_en_position.jpg
 
- Usinage du châssis emplacement du moteur et du moto-réducteur.
- Usinage des volants d'inertie du moteur.
Usinage_logement_moteur.jpg
Usinage_logement_motoreducteur.jpg
Chassis_usine_1.jpg
Usinage_volants_moteur.jpg
Moteur_volants_usines.jpg
Emplacement_moteur.jpg
Motoreducteur_avec_engrenage.jpg
Emplacement_motoreducteur.jpg
 
Le motoréducteur a été équipé d'un manchon rallonge sur lequel j'ai monté un engrenage à denture droite de module 0.4 (L'Octant réf. W 25/2) pour échappé le volant d'inertie réduit lui aussi
à un diamètre de 14 mm, l'autre volant est réduit à un diamètre de 17 mm. Le support moteur sera réduit au maximum  et percé de 2 trous diamètre 1 mm entraxe 7 mm.
Ensuite on essayera de placer le décodeur et le circuit électronique :
- Le décodeur sera lié au circuit électronique 
- Le motoréducteur sera fixé sur le circuit électronique
Emplacement_circuit_tringlerie_et_decode
 
Le choix du décodeur est très important pour 2 raisons principales :
- Des raisons de commande, moteur, éclairage des lanternes, commande des pantos avec F1 et F2, arrêt des lanternes si convoi derrière la machine F3.
- Des raisons d'encombrement, mon choix sera donc un décodeur Lenz Silver + référence 10331-01
Le circuit support du mécanisme et de l'électronique sera en époxy épaisseur 1 mm double face.
Le mécanisme à tringlerie en plat laiton de 2 x 1 mm et vis de commande  M2 avec des fin de course à lamelles souples.
(Pour la réalisation de la tringlerie voir l'article sur les gabarits d'assemblage sujet 4)
Tringlerie.jpg
Tringlerie_1.jpg
Tringlerie_2.jpg
 
Le montage du deuxième engrenage à denture droite module 0.4 (L'Octant réf. W 5/3) sur son manchon et sur la vis est fait à la cyanolite.
Vis_commande.jpg
Vis_commande__assemblee.jpg
 
Conception des différents supports d'appareils :
Il y a le support motoréducteur, les supports de la vis de commande, le support du décodeur ( à venir ).
Support_motoreducteur.jpg
Supports_vis.jpg
Motoreducteur_avec_engrenage.jpg
Vis_et_supports.jpg
 
Conception des supports de mécanisme et des feux :
Le support de mécanisme en époxy 1 mm servira aussi de circuit électronique de commande.
Le support de mécanisme doit intégré toutes les zones de découpages impératives comme le montre la figure en jaune.
Support_de_mecanisme.jpg
Forme_du_support_de_mecanisme.jpg
 
Je prends en compte aussi le branchement des feux avants et arrières, éclairage avec des leds bicolores à 2 pattes, le fonctionnement se fera par inversion de la polarité.
Cela impose le maintien de celles-ci sur un support (circuit imprimé 2 faces épaisseur 1 mm) et un écartement correspondant pour cette machine à 18,5 mm.
Pour des raisons de précision du montage des feux, j'ai opté pour faire un circuit factice sur du carton de 1 mm.
Implantation_des_leds.jpg
Preparation_leds.jpg
Montage_leds_1.jpg
Montage_leds_2.jpg
 
Ensuite présentation sous l'habillage de cabine et vérifier que les leds éclairent en face des feux.
L'alimentation se fera soit par fils souples, où par contacts à lamelles souples pour un démontage plus aisé du châssis équipé du dispositif de commande des pantographes.
Presentation_leds_sur_circuit_1.jpg
Presentation_leds_sur_circuit_2.jpg
Essai_des_feux.jpg
 
Pour recevoir le nouveau circuit support de leds bicolores il faut supprimer les extrémités du châssis.
Support_lampe.jpg
Support_lampe_supprime.jpg
 
Conception du circuit de commande du mécanisme :
L'étude du circuit électronique prendra en compte les dimensions possibles, les ouvertures pour le mécanisme, les zones de contacts des pièces métalliques avec le circuit.
Le circuit sera à double face pour des raisons d'emplacement de composants, des usinages dans le châssis sont nécessaires pour le logement du mécanisme.
Les composants électroniques sont du type CMS pour des raisons d'encombrement.
Circuit_vue_dessus.jpg
Circuit_vue_dessous.jpg
Usinage_logement_moteur.jpg
Usinage_logement_motoreducteur.jpg
Usinage_chassis_3.jpg
Usinage_chassis_4.jpg
 
Montage des éléments du mécanisme pour essai et vérification du bon fonctionnement :
- mise en place de la vis de commande et du moto-réducteur, vérification du circuit équipé sur le châssis.
- mise en place de la bielle de commande, des guides de coulissement. 
Mecanisme_1.jpg
Mecanisme_5.jpg
Mecanisme_3.jpg
Mecanisme_4.jpg
Mecanisme_2.jpg
Mecanisme_6.jpg
Mecanisme_7.jpg
 
- soudage de la pièce de liaison de la bielle et écrou de vis.
- mise en place des fins de courses réglables pour les points hauts et bas des pantographes.
Attention : il faut mettre en place les 2 butées après avoir déplacée le bielle de commande dans ses positions de fin de course.
Mecanisme_8.jpg
Mecanisme_9.jpg
Butee_reglable_1.jpg
Butee_reglable_2.jpg
Butee_reglable_3.jpg
Butee_reglable_4.jpg
Butee_reglable_5.jpg
Butee_reglable_6.jpg
 
La bielle est complète et prête à être remontée sur le circuit, mais passons maintenant au montage des composants électroniques de type CMS.
Puis montage des éléments mécaniques sur ce circuit support.
Circuit_equipe_1.jpg
Circuit_equipe_2.jpg
Ciircuit_avec_mecanisme_1.jpg
Ciircuit_avec_mecanisme_2.jpg
 
Mise en place des pattes d'alimentation du moteur de traction, branchements du moteur de commande des pantos, décodeur.
Pattes_moteur.jpg
Branchements_du_moteur.jpg
Decodeur_1.jpg
Decodeur_2.jpg
 
Montage du circuit équipé dans la machine :
Une vérification s'impose, car le circuit repose sur le châssis métallique de la machine, des interférences châssis et circuit sont représentées par les zones jaunes sur les photos suivantes.
Mise en place du moteur de traction (une protection contre un court-circuit potentiel avec le châssis s'impose).
Zones_dinterferences.jpg
Moteur_en_place.jpg
Contacts_moteur.jpg
 
 
 
Mise en place du circuit de commande et branchement des arrivées de courant de la voie.
 
Montage des supports de feux AV et AR et remontage de la carrosserie de la machine.
Cicuit_en_place.jpg
Supports_de_feux.jpg
Support_de_feux_en_place.jpg
Carrosserie_montee.jpg
 
 
 
On peut monter ou descendre chaque pantographe indépendamment l'un de l'autre.
exemple : cabine 1 montée avec F2, descente avec F1 + F2,
                cabine 2 montée avec F1 + F2, descente avec F2.
On peut donc effectuer un démarrage de la machine avec 2 pantographes et ensuite descendre un des 2 pantographes.

 

 

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