Projet Génie Méca : le brake sk8 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Plan Cahier des charges / Contraintes Bête à corne……………………………………………………………….p3 Contraintes………………………………………………………………...p4 Début de solutions techniques…………………………………………..p5 Présentation des différentes solutions techniques Première solution…………………………………………………………p6 Deuxième solution………………………………………………………..p13 Choix des matériaux…………………………………………………………..p20 Comparaison des solutions…………………………………………………..p21 Annexe : plans techniques Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Cahier des charges (1/2) Freiner longskate Skater Brake sk8 L’objectif de ce montage est d’offrir la possibilité de freiner avec une pédale sur un longskate. On entend par freiner seulement ralentir sa vitesse, et pas forcément permettre de passer d’une vitesse élevée à une vitesse nulle très rapidement. Skater longskate Brake sk8 Freiner Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Cahier des charges (2/2) Cahier des charges : Permettre de freiner Dispositif facilement accessible et non encombrant Dispositif le plus simple et le plus économique possible Ne pas entraver le fonctionnement normal du skate lors du freinage (ne pas soulever ni bloquer les roues) Montage et démontage faciles, perçage de la planche minimum Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Début de solutions techniques Type de freinage : Freiner les roues Freiner directement sur le sol avec un patin → contraintes 2 & 5 Mode de freinage : Actionner le frein avec la main Actionner le frein avec le pied → contrainte 2 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Première solution : frein à bascule Cahier des charges Fonction complémentaires (contraintes) : Solutions techniques apportées : Montage du système simple et rapide. Perçage de la planche, fixation par vis-écrou de la plaquette de fixation du pivot dans la planche Adaptabilité du système sur tous types de planche. Pas de solution pour cette option Accès facile à la commande frein. Pédale de frein accessible avec le pied arrière. On peut doser le freinage grâce à la pression du pied sur celle-ci. Un ressort de rappel remonte le patin lorsque l’on relâche la pédale. Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Nomenclature 5 6 2 4 1 A 8 7 Sol 4 9 3 6 A-A 2 5 1 Trucks 2 Plateau 3 Roues 4 Pédale & système de frein 5 Axe du pivot 6 Gonds 7 Plaquette de fixation frein/plateau 8 Ressort de rappel 9 Patin de freinage 3 7 Sol 9 1 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Schéma cinématique Position de repos : Position de freinage : Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Dimensionnement (1/3) β F α F’ L1 Pivot parfait L2 h L3 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Après calculs, on trouve : Dimensionnement (2/3) (Calcul de moments) On fixe βmini=20° , k=1, h=12cm, L1=10cm On a deux équations Il nous reste trois inconnues Idéalement il nous faudrait : L2=10cm Après calculs, on trouve : α=30°, et l3=19cm Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Dimensionnement (3/3) Donc on a finalement 10 cm 10 cm 10 cm 12 cm 19 cm 3 cm Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
CAO Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Deuxième solution : frein à parallélogramme déformable Cahier des charges Fonction complémentaires (contraintes) : Solutions techniques apportées : Montage du système simple et rapide. Fixations latérales s’enfilant le long des bords de la planche. La liaison glissière entre ces fixations et planche est bloquée par des vis. Adaptabilité du système sur tous types de planche. Largeur et épaisseur de fixation latérales légèrement supérieure aux planches les plus volumineuses du marché actuel. Accès facile à la commande frein. Pédale de frein accessible avec le pied arrière. On peut doser le freinage grâce à la pression du pied sur celle-ci. Un ressort de rappel remonte le patin lorsque l’on relâche la pédale. Patin de freinage toujours parallèle au sol pour avoir un freinage plus efficace (plus grande surface de contact patin/sol) et une usure régulière de celui ci. Parallélogramme déformable reliant les fixation latérales avec l’ensemble pédale + patin de freinage. Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Nomenclature 1 2 A 4 5 6 Sol 3 7 8 9 5 4 2 6 A-A 1 Trucks 2 Plateau 3 Roues 4 Fixations 5 Vis 6 Pédale de frein 7 Parallélogramme déformable 8 Ressort de rappel 9 Patin de freinage Sol 8 7 9 1 3 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Schéma cinématique Position au repos : Position de freinage : Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Dimensionnement 50 100 150 15 60 45 100 150 250 15 30 60 10 50 270 45 Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Calcul de la force appliquée sur le patin x2 x1 x1 Fp Fp Fs x2 Fp : force appliquée sur la pédale Fs: force appliquée sur le patin Fs Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
CAO (1/2) Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
CAO (2/2) Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Choix des matériaux Pour les deux solutions techniques, on utilisera les mêmes matériaux, à savoir un acier quelconque pour les armatures, et un polymère très dur pour le patin Polymère Acier Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Frein à parallélogramme déformable Conclusion Récapitulatif des avantages et des inconvénients Frein à bascule Frein à parallélogramme déformable Avantages Simplicité du système Economique (peu de pièces et de liaisons) Encombrement Adaptabilité sur tout types de skates Pas besoin de percer la planche Efficacité Inconvénients Montage plus compliqué Perçage de la planche requis Peu économique Complexité du système Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
Annexe : Plan technique du frein à parallélogramme déformable Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry
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