Comment fabriquer un pédalier ?

Dans cette notice, nous vous présentons la machine telle que nous l’avons conçue, les calculs et types de pignons sont à adapter en fonction de vos
besoins. Ce qui est important à saisir est le principe de fonctionnement : les forces et accélérations qui permettent de raccorder et utiliser diférents outils sans se raccorder à l’électricité.

L’emblématique machine Singer fonctionne sur un principe de bielle/manivelle qui, par le biais d’une grande poulie, permet d’entraîner une courroie en cuir raccordée à une petite poulie sur la machine à coudre. Ici, nous allons supprimer la bielle/manivelle ainsi que l’ancienne pédale pour la remplacer par une pédale simple permettant d’entraîner un poids d’inertie via des chaînes. Cela permet de fuidifer et faciliter le mouvement.

PIÈCES À DÉCOUPER ET DÉMONTER : Ci-dessous la liste des éléments à découper ou démonter pour préparer la machine.

La finalité de cette conversion est l’installation d’outils d’atelier. Nous avons choisi ce système de pédale car il est simple à mettre en œuvre, Il permet d’envoyer une bonne puissance et est sufsamment intuitif pour avoir les mains libres en travaillant. On pourrait aussi imaginer le même système avec un pédalier de vélo complet.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Les dimensions des pièces peuvent variées en fonction du dessin de votre machine.

Faire les perçages à l’aide d’une perceuse à colonne pour être certain d’être aligné.

1.Installer le boîtier de pédalier:  Percer le bloc de bois dans la largeur au diamètre du boîtier de pédalier. Si vous ne disposez pas d’une mèche assez grosse, il faudra élargir le trou à la râpe jusqu’à pouvoir insérer le boîtier de pédalier ensuite vissé pour le rendre solidaire du bloc.

2. Fixer le pédalier:  Placer les deux manivelles du pédalier de vélo sur le boîtier de pédalier réparation puis les boulonner.

3. Mettre en place la pédale:  Entre les deux manivelles du pédalier, installer la section de tube découpée préalablement à la dimension souhaitée. Faire passer la tige au travers du tube et des manivelles puis boulonner solidement l’ensemble : la pédale est prête.

Dans l’optique d’une utilisation en outil rotatif, il faut déterminer la vitesse de sortie désirée et pour cela calculer les ratios entre les pignons. Diviser le nombre de dents du premier pignon par celui du second, répéter l’opération autant de fois que vous avez de paliers de transmission puis multiplier l’ensemble. Pour faire simple : si vous voulez prioriser la vitesse, il faut passer d’un grand pignon à un petit et si vous voulez prioriser le couple il faut passer d’un petit pignon à un grand.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Les dimensions des pièces peuvent variées en fonction du dessin de votre machine.

Lors de la découpe du disque en contreplaqué, faire des tracés au compas en fonction du pignon choisi : il est impératif que le pignon soit centré sur l’axe.

1. Fabriquer le grand pignon: Découper un cercle de contreplaqué pour accueillir le pignon. Percer le cercle en son centre au diamètre du pas fileté du moyeu. Centrer le pignon par rapport au centre du cercle et le fxer avec des vis.

2. Assembler les pignons: Visser les pignons de chaque côté du moyeu de roue arrière. A gauche, le pignon libre doit s’entraîner vers vous et rester libre quand vous le poussez vers l’arrière. Le grand pignon doit être maintenu en place sur le moyeu à l’aide du lock ring.

Le plateau sert de support à tous les éléments de la transmission basse. Avec l’action du pied, de fortes contraintes peuvent s’appliquer. Si besoin, vous pouvez ajouter une cale dessous et renforcer l’ensemble avec une structure en acier soudée sous le plateau bas.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Les éléments peuvent être neufs ou récupérés. Si ils sont récupérés, poncer les éléments en bois et graisser les éléments métalliques.

 Bien utiliser des outils de mesure et une équerre pour garder l’alignement des diférents éléments.

Découper le plateau: Dans une planche de contreplaqué 20mm, tracer un plateau en fonction de vos éléments et dimensions de la machine à
coudre. Ci-dessous les points à prendre en compte dans le dessin.

1. Emplacement de la machine: En fonction de votre machine à coudre, les «jambes» latérales ne seront pas de la même forme. A l’aide d’un mètre, reporter sur votre plaque l’emplacement de celles-ci et prévoir de chaque côté un décaissé afin que le plateau se positionne correctement.

2. Positionner la pédale: En positionnant le bloc pédale, réaliser deux découpes qui permettent au pignon de tourner correctement et aux manivelles d’effectuer le mouvement alternatif haut/bas.

3. Positionner l’axe arrière:  Aligner le pignon libre de l’axe arrière avec le pignon de la pédale. Tracer dans le plateau un espace pour maintenir le moyeu de chaque côté et laisser tourner librement le grand pignon.

Positionner l’ensemble à l’aide de serre-joints et faire un test de fonctionnement à blanc avant de tout fxer pour vérifer que l’ensemble s’entraîne et que les chaînes sont tendues.

1. Fixer le bloc pédale: Repérer sur le bloc l’emplacement des perçages pour que les vis ne touchent pas le boîtier de pédalier. Pré-percer à un diamètre inférieur à celui des vis, positionner le bloc sur le dessus du plateau et percer le plateau en vous servant des perçages fait auparavant dans le bloc comme guide. Positionner le bloc sous le plateau et le visser, s’assurer que les manivelles et le pignon s’actionnent librement.

2. Fabriquer les cornières:  Pour accueillir le moyeu, découper deux morceaux de cornières métalliques de la longueur de votre découpe. Percer deux trous rapprochés puis, les connecter avec une scie à chantourner pour créer une forme allongée. Cela permettra le déplacement du moyeu pour tendre la chaîne. Percer les cornières pour pouvoir les visser au plateau.

3. Positionner le moyeu et installer la chaîne:  Positionner le moyeu et visser les cornières. Entre le pignon du pédalier et le pignon libre du moyeu, installer une chaîne de vélo. Tendre la chaîne en tirant le moyeu vers l’arrière. Pour une tension optimale, on peut ajouter un tendeur de chaine en dessous du plateau.

4. Visser le plateau:  De chaque côté du cadre en fonte, percer deux trous. Pour la hauteur, s’assurer que les manivelles de la pédale touchent tout juste le sol en position basse afn d’avoir le plus grand dégagement possible. Pour faire des ajustements, maintenir le plateau à l’aide de serre-joints et visser le plateau pour le rendre solidaire du piétement en fonte.

5. Installer le ressort: Accrocher le ressort à une extrémité de la pédale, à l’aide d’un mousqueton, positionner l’autre extrémité sur le cadre en fonte. Si vous
n’avez pas de ressort sufsamment long : il peut être remplacé par un sandow élastique de chaque côté de la pédale.

Sur la machine à coudre d’origine, le petit volant en fonte faisait ofce de poids d’inertie pour aider à passer les points résistants. Ici, pour gagner en
puissance, nous allons installer un poids de 10kg qui va nous permettre de stocker un petit peu d’énergie lorsqu’il est actionné.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Le poids d’inertie peut être fabriqué avec une roue de vélo et du ciment, cependant nous recommandons l’utilisation d’un poids d’haltère en fonte.

Percer la fonte, si possible à l’aide d’une perceuse à colonne. Veiller à ce que le poids soit parfaitement centré sur l’axe.

1. Couper le moyeu: Avec une scie à métaux, couper le moyeu de roue arrière en deux. Ajuster sa longueur pour qu’il tienne de chaque côté du poids.

2. Percer et tarauder: Positionner le moyeu centré sur le poids et repérer des points à percer. Percer la fonte et tarauder pour assembler les éléments avec des vis avec filetages mécaniques.

3. Assembler l’ensemble: Positionner et visser solidement les deux parties du moyeu sur le poids. De chaque côté, visser les pignons : à droite le pignon fxe et à gauche le pignon libre. Attention, le pignon libre doit s’entraîner vers vous et rester libre dans le sens opposé. À l’aide d’une meule, rendre conique un bout de la tige fletée et la mettre en place avec des écrous.

Toujours dans une idée d’accélérer le mouvement, nous allons installer le renvoi arrière qui sera raccordé à l’arbre porte-outils. Ici, nous allons changer de système de transmission et passer de la chaîne à une courroie crantée pour pouvoir changer les outils facilement, sans se mettre de la graisse plein les mains.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Attention les poulies dentées usinables sont à re-percer au diamètre M10 de la tige fletée.

Laisser un écrou sur la tige fletée avant de la découper à la bonne dimension, en le desserrant on redresse le fletage.

1. Fabriquer le petit pignon: Découper un cercle de contreplaqué pour accueillir le pignon. Percer le cercle en son centre, au diamètre du pas fleté du moyeu.
Centrer le pignon par rapport au centre du cercle et le fixer avec des vis.

2. Assembler l’axe: Sur la tige fletée, fxer la poulie et le petit pignon avec des écrous et des rondelles. Positionner les paliers à roulement de chaque côté de l’axe et serrer les six pans pour solidariser les paliers à l’axe. Vérifez que l’axe tourne parfaitement.

Le volant d’inertie s’installe à la place de l’ancienne poulie à courroie de la machine à coudre. Cette étape peut s’avérer délicate car il faut positionner le volant sans la tige fletée, puis l’insérer et boulonner au fur et à mesure. Il est préférable de demander de l’aide ou de prévoir un accessoire pour maintenir le poids à hauteur pendant la manipulation.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Bien ébarber et graisser les pièces métalliques.

1. Soutenir le volant et insérer la tige fletée au travers du piétement en fonte.

2. Placer deux écrous entre le moyeu et le piétement.

3. Placer un troisième écrou à la sortie du moyeu.

4. Visser la tige jusqu’à ce qu’elle soit en butée au fond du trou conique et positionner un écrou sur l’extrémité extérieure. Serrer enfn tous les écrous.

Courage, vous êtes bientôt prêts à raccorder le premier outil !

Le palier d’accélération haut se met en place sous la table de l’ancienne machine à coudre. En fonction du ratio d’accélération choisi, vous devrez adapter la hauteur des entretoises puisque le diamètre des poulies peut varier.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Les diamètres des vis sont donnés à titre indicatif et peuvent être changés.

1. Fabriquer les entretoises: Dans des blocs de bois, découper deux entretoises à la taille des paliers et les percer à un diamètre supérieur aux vis pour pouvoir faire bouger l’ensemble.

2. Positionner les inserts: Avec le palier d’accélération, déterminer les points de fixation, percer puis visser les inserts sous la table.

3. Fixer le palier arrière: Avec les vis fletées, fixer le palier d’accélération arrière. S’assurer que l’ensemble tourne librement.

4. Raccorder les transmissions: Desserrer les six pans des paliers à roulement pour libérer l’axe. Positionner la courroie dentée et la laisser sur la poulie (la courroie sera raccordée. Avec un maillon attache rapide, raccorder la chaîne de vélo.

C’est le moment de fabriquer et mettre en place le dernier axe : celui qui va accueillir l’outil. Dans un premier temps, nous allons fabriquer un axe nu pour vérifer le système d’entraînement puis il faudra commencer à imaginer les outils à monter dessus. Ici, comme chaque palier de la machine, l’arbre tourne grâce à une poulie, en adaptant sa taille, vous jouerez sur la vitesse ou le couple fnal de la machine.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Attention les poulies dentées usinables sont à re-percer au diamètre M10 de la tige filetée.

Laisser un écrou sur la tige fletée avant de la découper à la bonne dimension : en le desserrant on redresse le fletage.

1. Fabriquer les entretoises: Dans les blocs de bois, découper deux entretoises à la taille des paliers et les percer à un diamètre supérieur aux vis pour pouvoir garder un jeu qui permettra de positionner correctement l’ensemble et tendre les transmissions si besoin.

2. Assembler l’axe: Comme sur le schéma, serrer la poulie sur l’axe avec des écrous et des rondelles puis positionner les paliers à roulement de chaque côté.

Toujours pré-percer avant d’installer un insert bois, veiller à ne pas traverser la table de la machine.

1. Positionner l’axe et visser les inserts: Positionner l’axe au centre de l’ancien emplacement de la machine à coudre. Repérer les points de fxation, percer la table et visser les inserts fletés.

2. Fixer l’axe: Mettre en place les entretoises et visser les paliers à roulement. S’assurer que l’axe tourne librement.

3. Raccorder la transmission: Desserrer les six pans des paliers à roulement et les vis filetées de maintien, faire passer la courroie dentée sur
l’axe et la poulie. Serrer les six pans pour solidariser l’axe, puis ajuster la tension de courroie en tirant légèrement sur l’axe. Maintenir l’ensemble en tension puis serrer les vis de maintien. Appuyer sur la pédale, l’ensemble doit se mettre à tourner. Il ne reste plus qu’à fabriquer un outil !

Fabriquer des machines est dangereux car il n’y a pas les accessoires assurant la sécurité de l’utilisateur installés sur toutes les machines industrielles. Ici, pour éviter se blesser le genou en utilisant la machine, il faut fabriquer et installer un carter de protection.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Veiller à toujours porter les équipements de protections adaptés aux machines utilisées.

Pour cintrer du bois, il est possible de le tremper dans l’eau chaude ou le mettre dans une étuve. Si le plaquage est fn, on peut le cintrer avec délicatesse sans avoir à le mouiller.

1. Fabriquer le corps du carter: Dessiner et découper les parois du carter dans du contreplaqué 10mm. Fixer une feuille de plaquage ou un contreplaqué fin sur ces parois. Si vous n’arrivez pas à cintrer le bois, adapter la forme en découpant des parois carrées.

2. Positionner les guides: De chaque côté des parois, fixer des baguettes qui feront office de guide pour rendre le carter amovible, vous aurez besoin de l’enlever pour changer les outils.

3. Fixer les rails et positionner le carter: Sous la table de la machine, fxer les rails (découpés au préalable). L’écartement des rails est défni par la largeur du carter. Placer des bloquants au bout des rails pour que le carter s’arrête avant l’outil.

La machine est prête à accueillir des outils. Pour chaque outil, il va falloir fabriquer un arbre de transmission avec l’outil et sa lumière correspondante à fixer sur la table de la machine. Ici, nous allons vous présenter une petite meule, la démarche sera ensuite la même pour n’importe quel outil.

PIÈCES À SE PROCURER ET À PRÉPARER : Il faudra toujours un arbre fleté pour supporter l’outil et une poulie ou un pignon pour l’entraîner. Les autres éléments dépendent de l’outil dessiné.

Pour réaliser les rainures dans les tablettes, utiliser des ciseaux à bois avec précaution ou une défonceuse électrique avec un guide.

1. Fabriquer l’axe porte-outils: Sur la tige filetée, positionner la meule au centre et la fixer avec des rondelles et des écrous. Sur le côté, fixer la poulie dentée avec des écrous.

2. Fabriquer la lumière: Dans une plaque de contreplaqué de 15mm, découper une tablette adaptée à l’ouverture de la table de la machine à coudre. Rainurer les côtés pour que la tablett se positionne à feur de table. Découper une fente au centre pour laisser passer la meule.

3. Positionner l’outil: Installer l’axe dans les paliers et raccorder la courroie. Percer la lumière sur la face arrière pour la positionner dans les charnières de l’ancienne machine.

Presque tout ce qui nous entoure tourne. On peut donc imaginer de nombreux outils à installer sur cette machine à énergie musculaire, ci-dessous quelques exemples d’outils que nous avons fabriqués et que nous utilisons sur notre machine.