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La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale »?

On parle technique horlogère. Que huiler, comment fonctionne un mouvement, rhabillage horloger etc....

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La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale »?

Messagepar SULREN le 31 Oct 2018, 23:41

Bonjour,
Chers membres de HS, la question que je vais vous poser va vous paraître saugrenue, mais elle est sérieuse. Donc SVP ne rigolez pas, et ne vous inquiétez pas non plus, je ne suis pas en perte de capacités intellectuelles.
Elle est juste motivée par une discussion que j’ai trouvée dans une « rubrique mathématique ». :idea:

Enoncé du problème :
Les soufflets d’un coucou se plient bien et nettement. Les lignes de pliures sont franches, toujours au même endroit, pas en rouleau plus ou moins foireux comme sur les sacs en plastiques.
Est-ce simplement naturel, ou bien est-ce le résultat de la géométrie très bien étudiée de ces soufflets ?

On peut penser :
- Soit qu’il suffit de bien coller le papier ou le cuir sur les bordures en bois, et qu’ensuite le pliage se fait bien, tout seul.
- Soit que les horlogers de la Forêt Noire ont acquis par la pratique une bonne connaissance des dimensions à donner aux pièces de bois (rapport largeur/longueur), de l’angle maximum d’ouverture, etc, pour que le pliage soit parfait.
Et dans ce cas les matheux se donneront comme exercice de retrouver à grand coup d’équations les secrets des Horlogers Germains.

Ma question :
Avez-vous entendu parler de géométrie particulièrement étudiée des facettes de soufflets de coucou ?
J’ai parcouru le forum et je n’ai rien trouvé là-dessus,....mais bien sûr toutes les indications sur les adresses où acheter le cuir et sur des liens YouTube pour apprendre à le coller proprement
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Maxime le 01 Nov 2018, 07:43

Les spécialistes des accordéons ont sûrement des idées sur la géométrie nécessaire et durable des soufflets !
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar BEAUDET le 01 Nov 2018, 08:51

Bonjour . Vôtre question n'est pas stupide . Par contre le savoir faire concernant les soufflets de coucou n'est pas un hasard je pense et fut surement calculer . On voit bien que le pliage est géométrique et surtout possède une fonction . Un : déja le cuir utilisé est souple et le pliage fait en sorte que le soufflet se développe facilement et surtout se referme pas simplement par le propre poids de la partie supérieur . Il y a une fonction de clapet pour bien faire partir l'air (expulser l'air comme un soufflet ) sinon le son est faible . C'est pourquoi , le pliage est d' une forme spéciale qui fait un peu ressort . Quand on veut réparer un soufflet âbimé ce n'est pas si facile que cela à réaliser . On peut boucher à la rigueur un trou ou un décollage mais sinon le soufflet est à refaire et là il y a un savoir faire à avoir . Travailler le cuir et le fer à repasser . Voilà mon analyse .
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Maxime le 01 Nov 2018, 09:18

Ma mention des soufflets d'accordéon n'était pas une plaisanterie. Pour info, un site de CNC mais qui décrit les diverses formes et pliages de soufflets de protection : http://cncloisirs.com/Construction/Prot ... issi%E8res
Je ne sais pas si certains pliages remplissent les conditions indiquées par Beaudet...
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Dan26 le 01 Nov 2018, 10:01

Pour les soufflets d'orgues de barbarie, on colle des renforts en carton ou papier suivant la taille pour que les plis se fassent au bon endroit ce sont des éclisses.
Image
Pour la peau, il existe des machines à refendre. C'est une lame de scie à ruban sans dents affutée en permanence et la peau est guidée et entrainée par des rouleaux. On peu arriver à des épaisseurs de 0,2/0,3.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Dan26 le 01 Nov 2018, 16:51

Je me suis amusé à faire un petit soufflet (40X30mm) en utilisant la technique comme pour les orgues. la peau utilisée n'est pas vraiment adaptée, je pense que c'est du veau refendu épaisseur 0,3, l'agneau en épaisseur 0,2 serait plus souple. J'ai collé des éclisses en papier comme décrit sur le message précédent.
Image
C'est un essai rapide, mais les plis se fonds comme il faut. Il faudrait décoller une peau sur un vieux coucou pour voir la technique utilisée.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar SULREN le 01 Nov 2018, 17:47

Bonjour à tous,
Merci pour vos réponses et j’espère que vous ne m’en voudrez pas de vous avoir fait bosser.

Le problème a été soulevé par un amateur qui découvre les coucous et qui a voulu refaire un soufflet. Je lui ai indiqué les liens où trouver des explications et où acheter le cuir.

Mais entre matheux du forum, le problème est devenu rapidement un exercice intellectuel :idea: : celui de savoir s’il était possible de concevoir un soufflet composé uniquement de faces rigides, dont les arrêtes des unes et des autres seraient jointives, toujours en contact, et qui seraient articulées par des membranes de liaison.
Dans un soufflet souple, celui qu’on connait, les pliures se font toujours au même endroit mais la souplesse du matériau fait que cela peut jouer un peu de part et d’autre. Moins cela est obligé de jouer et mieux c’est, pour éviter la fatigue avec le temps.
D’où mon idée qu’en Forêt Noire ils avaient, peut-être, bien étudié les proportions des pièces pour optimiser le pliage et éviter que ça joue trop aux articulations, et donc mon envie de savoir ce qu’ils faisaient.

Avec des surfaces rigides il ne peut pas y avoir des petites déformations au contact des arrêtes. Il faudrait donc bien calculer la forme des pièces et des angles pour qu’au pliage les arrêtes restent en contact sans forcer. On est en train de chercher les équations de ce bazar, et même si elles sont très complexes, les méthodes numériques de résolution, combinées à la puissance ce calcul de nos PC en viendront à bout.
En viendront à bout signifie :
- nous dire : « voici la forme des faces, pour que votre idée marche »,
- ou bien nous dire : « bande de nazes, vous pourrez toujours vous brosser, vous n’y arriverez jamais avec des surfaces rigides. Il faut un minimum de déformation à tel endroit et à tel autre ».

Les éclisses des soufflets de Dan26 font que les faces se rapprochent de surfaces rigides.

Je vous tiendrai au courant de la fin de cette histoire…..dans laquelle je me suis retrouvé embarqué, parce que j’aime les maths. Ceci étant, chaque fois que j’ai eu à refaire un soufflet de coucou, je ne me suis pas pris la tête….et ils marchent encore très bien. :D

@Dan26 : j’ai trouvé plein de photos de soufflets pliés, à donner aux « matheux », y compris en allant les chercher sur les sites allemands, mais (sans vouloir abuser) j’aimerais avoir une vue de face de ton soufflet, quand il est plié. J’ai l’impression que ce n’est pas comme sur un soufflet de coucou.

Cordialement.
@+
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Dan26 le 01 Nov 2018, 18:50

Voila le type de montage, d'éclisses que l'on peu réaliser pour des soufflets ... d'orgue
Image
Le petit soufflet que j'ai réalisé est du type figure A.
Pour les gros orgues on a des faces rigides en bois et seules sont en peaux les articulations. Ce document est de Dom Bedos de Celles (1709/1779)
Image
Pour les orgues de barbarie je faisais de cette façon (figure A) et 30 ans après ça fonctionne.
Image
Les facteurs d'orgues ont la méthode, et les calculs mais c'est dans d'autres dimensions.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Desmonts le 01 Nov 2018, 19:19

Sur les anciens appareils photos ,genre des années 40, il y a un soufflet en cuir assez résistant
qui ressemble un peu.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Maxime le 01 Nov 2018, 23:26

Oui, sur le site des accordéons dont j'ai donné l'adresse, ils expliquent aussi comment faire des soufflets circulaires (enfin, octogonaux) pour les bandonéons !
Et en bas de la page , il y a un lien vers un site pour refaire des soufflets d'appareil photo.
Ce qui est curieux dans tous ces cas, c'est que le pliage qui a pourtant l'air "mathématisable" n'est pas unique, il y a plusieurs manières de le faire. Mais ils ne disent pas laquelle est la meilleure (pour la souplesse, ou pour la longévité) !
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Desmonts le 02 Nov 2018, 10:49

Oui là le problème c'est si le pliage doit en plus faire un peu " ressort" ... :oops:
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar BEAUDET le 02 Nov 2018, 11:17

Bonjour . Oui il faut que cela fasse un peu ressort comme je disais plus haut . C'est pourquoi quand le pliage devient faible , j'ai vu des soufflets surmontés d'une pièce de monnaie pour alourdir la partie supérieur pour faire clapet enfin cela en dernier recours . A+
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar SULREN le 02 Nov 2018, 16:10

Bonjour,

Je dois reconnaître que pour le moment la « mathématisation » ne donne pas satisfaction, c’est-à-dire que je n’arrive pas à trouver un mode de pliage qui ne déformerait aucune des faces pendant l’ouverture du soufflet (ce qui reviendrait à dire que toutes les faces pourraient être rigides, indéformables, simplement articulées entre elles).

J’ai juste trouvé comment modifier légèrement les formes pour réduire la déformation au minimum. Je me doutais un peu de ce résultat, mais il fallait essayer.

On le voit sur l’exemple de soufflet ci-dessous. Je suis navré d’être mauvais en photographie, et d’avoir laissé apparaître des ombres qui faussent la perspective.
En fait ce sont les lettres X et Y (ou aussi Y et Y') qui se rapprochent le long de la flèche bleue lorsqu’on plie le soufflet.
On se retrouve alors dans le cas de la photo 2 en fin de post.

Image

ABCD et FBCE sont les deux pièces en bois du soufflet.
La face OAD se rabat sur la OFE , la OAX se rabat sur la OFX, la ODY sur la OEY.
Et de chaque côté du soufflet les deux facettes se rabattent l’une sur l’autre, par exemple XBA se rabat sur XBF.

Pendant le pliage/dépliage :
- Pour la partie frontale du soufflet, dont le centre est O, il n’y a aucune déformation des facettes sur les plis OA, OD, OY, OE, OF, OX.
- Pour les parties latérales du soufflet, il n’y a aucune déformation sur les plis BX et CY.
- Mais il y en a une petite sur les lignes rouges, les plis AX et FX et de l’autre côté sur les plis DY et EY.
Voilà pourquoi j’ai désigné le même point par X et X’ avec X est sur la face latérale et X’ sur la face frontale. Idem pour Y et Y’.

Soufflet fermé on est sur les plis de ces lignes, qui sont ceux faits lors du formage du soufflet. Quand le soufflet est ouvert, on est de nouveau dessus.
Mais pendant la manœuvre la membrane se déplace un peu transitoirement de la partie frontale vers les parties latérales (d’environ 2 où 3 mm). Sur un soufflet en papier ou en cuir on ne remarque rien, mais sur des facettes rigides cela bloquerait.

On calcule très bien par un peu de trigonométrie la valeur maximale du déplacement.
On peut donc la réduire, en la répartissant entre positions extrêmes et position médiane d’ouverture. Il suffit de modifier légèrement les formes : déplacer un peu : X et Y vers l’intérieur lorsque le soufflet est fermé, et de ce fait avoir un angle BAX qui n’est plus tout à fait un angle droit.

Ce n’était juste que des spéculations à titre d’exercice intellectuel.
En pratique on peut faire des soufflets qui fonctionnent bien, sans se compliquer la vie avec des maths.
(il faut, comme cela a été dit, que le matériau procure un petit effet de ressort).

Image

@Maxime :
Ce qui est curieux dans tous ces cas, c'est que le pliage qui a pourtant l'air "mathématisable" n'est pas unique, il y a plusieurs manières de le faire

Sur les soufflets en accordéon du lien que tu as indiqué plus haut je pense qu’il y a aussi de faibles déformations. On ne pourrait pas les réaliser en faces rigides articulées.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Maxime le 02 Nov 2018, 17:42

Merci Sulren
Je n'ai pas cherché mais tu as sûrement raison. Il est probable comme dans ton montage que des arêtes se courbent un peu transitoirement pour absorber les variations de longueur. Et aussi, les pliages ne sont pas "mathématiques", ce sont des arrondis forcément puisque la feuille a une épaisseur et que la feuille externe au pli deviendrait plus longue que l'autre. Mais le fait que le pli ne soit pas parfait mais arrondi permet à l'arête fictive du pli de se déplacer un peu vers la feuille du dessus ou celle du dessous pour rattraper le défaut de longueur s'il n'est pas trop grand. C'est un peu comme si le pli était une petite face rigide supplémentaire qui se plierait dans un sens ou dans l'autre suivant la compensation à faire.

Pour moi, l'élasticité provient de ce que, au premier formage, la face externe du pli est étirée d'abord à sa limite élastique, puis subit un étirement définitif. Et quand on relâche, l'élasticité ramène la quantité qu'elle peut.. mais pas la partie définitivement étirée.
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Re: La géométrie des soufflets de coucou est-elle « spéciale

Messagepar Dan26 le 02 Nov 2018, 21:55

Avec ça, il n'y a pas de déformation des faces :lol:
Image
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Par contre il y a de la force derrière pour les actionner.
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