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Projet Génie Méca : Frein de longskate : Bertrand Joly -Yoann Le Fur – Quentin Houéry 1

Projet Génie Méca :

le brake sk8

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Plan

1. Cahier des charges / Contraintes

1. Bête à corne……………………………………………………………….p3

2. Contraintes………………………………………………………………...p4

3. Début de solutions techniques…………………………………………..p5

2. Présentation des différentes solutions techniques

1. Première solution…………………………………………………………p6

2. Deuxième solution………………………………………………………..p13

3. Choix des matériaux…………………………………………………………..p20

4. Comparaison des solutions…………………………………………………..p21

5. Annexe : plans techniques

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Cahier des charges (1/2)

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

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Cahier des charges (2/2)

Cahier des charges :

1. Permettre de freiner

2. Dispositif facilement accessible et non encombrant

3. Dispositif le plus simple et le plus économique possible

4. Ne pas entraver le fonctionnement normal du skate lors du freinage (ne pas soulever ni bloquer les roues)

5. Montage et démontage faciles, perçage de la planche minimum

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Début de solutions techniques

• Type de freinage : 1. Freiner les roues

2. Freiner directement sur le sol avec un patin → contraintes 2 & 5

• Mode de freinage :1. Actionner le frein avec la main

2. Actionner le frein avec le pied → contrainte 2

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Première solution : frein à bascule

Cahier des chargesFonction 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.

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Nomenclature4

A

A-A

Sol

Sol

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

812

3

9

7

1

2

3

46

5

7

9

5 6

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Schéma cinématique

Position de repos : Position de freinage :

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Dimensionnement (1/3)

L1

β

α

Pivot parfait

L2

L3

h

F

F’

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Dimensionnement (2/3)

• 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

βmini)βquandcontactau(êtreβ)l3.sin(αl2.sinβhEt

β l2.cosβ)α l3.cos(

β l1.coskaveckFF'Or

planche)lasouleverpas(NeF)2

α

4

π F'.cos(

(Calcul de moments)

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Dimensionnement (3/3)

19 cm

10 cm

10 cm

10 cm

12 cm

Donc on a finalement

3 cm

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CAO

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Deuxième solution : frein à parallélogramme déformable

Cahier des chargesFonction 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.

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Nomenclature1 2 54 6

7 84 6

9 1 3

925

78

A

A-A

Sol

Sol

3

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

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Schéma cinématique

Position au repos : Position de freinage :

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Dimensionnement50

100

150

250

15

30

60

10

15

5050 150

270

10 10

45

100

100

150

15

60

15

15

15

45

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Calcul de la force appliquée sur le patin

x1

x2

Fp

Fs

Fp : force appliquée sur la pédale

Fs: force appliquée sur le patin

Fp

Fs

Fpx

xFs

x

Fp

x

Fs

1

2

12

x1x2

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CAO (1/2)

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CAO (2/2)

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Choix des matériauxPour 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

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ConclusionRécapitulatif des avantages et des inconvénients

Frein à basculeFrein 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

• Efficacité• Perçage de la planche requis

• Peu économique• Complexité du système

• Encombrement

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Annexe : Plan technique du frein à parallélogramme déformable

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