Forums Remontées Mécaniques: Recherche d'un frein d'arrêt d'urgence (Caractéristiques) - Forums Remontées Mécaniques

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Recherche d'un frein d'arrêt d'urgence (Caractéristiques)

#1 L'utilisateur est hors-ligne   BRAVO41 

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Posté 01 janvier 2009 - 19:49

Bonjour,

Je suis actuellement en Terminal S option Sciences de l’Ingénieur et l’une de nos épreuves au BAC est le Projet Pluritechnique Encadré (PPE).
Il s’agit de concevoir un système et donc de trouver des solutions aux différents problèmes techniques, qui mêlent deux disciplines, l’électrotechnique et la mécanique.
Cette année, le sujet que j’ai choisi concerne un « funiculaire ». Cependant, il est quelque peu particulier …
Je vais vous expliquer comment il fonctionne et dans quelle situation.


Le système permet d'assister une personne à mobilité réduite dans ses déplacements quotidiens, et l’aide notamment à accéder, depuis son logement, à son garage situé sur un point haut. La personne utilise le matériel sans quitter son chariot et devient ainsi autonome dans ses déplacements.

Voici un schéma qui résume la situation,

(Image I)

http://cjoint.com/?bbtAuh1lnX

La cabine est accrochée au mur de la maison et tient grâce à un rail. Un treuil muni d’un câble permet de la tracter le long de ce rail.
J’ai trouvé un support qui pourrait convenir. Cependant, je ne trouve pas de frein d’arrêt d’urgence qui permettrait de stopper la cabine en cas de rupture du câble. Ce frein doit être entièrement mécanique car aucun fil électrique ne peut suivre la cabine lors de ses déplacements.
Voici le support que j’ai choisi. Il tient le haut de la cabine.

(Image II)

http://cjoint.com/?bbtCg848oZ


Pour éviter que le bas de la cabine ne touche le mur, il y a un autre rail sur lequel roule une autre roue.


(Image III)

http://cjoint.com/?bbtC3rChhW


J’ai aussi pensé à un autre support. Il s’agit d’un tube fixé au mur sur lequel tourne des poulies, qui sont accrochées à la cabine.


(Image IV et Image V)

http://cjoint.com/?bbtDHSGZgL
http://cjoint.com/?bbtERhvSSB


Je n’ai par contre aucune idée pour le frein d’arrêt d’urgence. Ainsi, j’espère que quelqu’un pourra m’aider à trouver une solution, même s’il faut changer le support.

Je suis désolé de ne pas avoir respecté les proportions sur les différents schémas.


Merci pour vos réponses et n'hésitez pas à m'avertir si vous n'arriver pas à lire les images qui sont jointes.
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#2 L'utilisateur est hors-ligne   Polo13 

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Posté 01 janvier 2009 - 19:59

Salut,

Je te propose comme système d'arrêt le principe de la crémaillère que l'on retrouve notamment sur les manèges du type "montagnes russes". Parmi tes rails, tu en réalises un avec des crans et tu poses un cliquet fixé sur ta cabine qui la retiens en cas de rupture du câble.
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#3 L'utilisateur est hors-ligne   fufu 

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Posté 01 janvier 2009 - 20:10

Bonjour,

Sujet déplacé dans la rubrique appropriée et doublon supprimé.
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#4 L'utilisateur est hors-ligne   dj_jean_jean 

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Posté 01 janvier 2009 - 20:32

pour le fonctionnement de ton frein je te propose un frein électromagnétique.

Quand le frein n'est plus alimenté les machoires pourraient se serrer sur ton tube support ou alors serrer ton/tes galet(s) ...

les solutions sont multiples. Contact moi par MSN ou MP si tu veux ...

Ce message a été modifié par dj_jean_jean - 01 janvier 2009 - 20:32 .

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#5 L'utilisateur est hors-ligne   BRAVO41 

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Posté 02 janvier 2009 - 18:54

 Polo13, le 1 01 2009, 18:59, dit :

Salut,

Je te propose comme système d'arrêt le principe de la crémaillère que l'on retrouve notamment sur les manèges du type "montagnes russes". Parmi tes rails, tu en réalises un avec des crans et tu poses un cliquet fixé sur ta cabine qui la retiens en cas de rupture du câble.



Bonjour et bonne année.

Merci d'avoir répondu.
J'avais déjà pensé à ce système cependant, il ne marche que dans un sens ? Quand à la cabine, elle doit fonctionner en montée et en descente, c'est-à-dire que le frein d'arrêt d'urgence ne doit pas la bloquer lorsqu'elle descend. Il faudrait donc maintenir le frein pour éviter qu'il s'enclenche mais celui-ci devient donc inutile ?
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#6 L'utilisateur est hors-ligne   BRAVO41 

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Posté 02 janvier 2009 - 19:08

 dj_jean_jean, le 1 01 2009, 19:32, dit :

pour le fonctionnement de ton frein je te propose un frein électromagnétique.

Quand le frein n'est plus alimenté les machoires pourraient se serrer sur ton tube support ou alors serrer ton/tes galet(s) ...

les solutions sont multiples. Contact moi par MSN ou MP si tu veux ...



Bonne Année dj_jean_jean. Merci d'avoir répondu.


Votre idée est bonne cepandant le frein doit être entièrement mécanique, c'est-à-dire qu'aucun câble électrique ne peut suivre la cabine pour alimenter un frein électromagnétique. Je pense qu'il serait trop difficile de mettre en place un treuil sur lequel s'enroule à la fois le câble et le fil électrique. En effet, il faut que ce dernier soit constamment tendu, mais il faut aussi qu'il s'enroule à vitesse constante, comme le câble de la cabine, ...
Il faut donc envisager une autre solution ?


Merci pour votre aide.
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#7 L'utilisateur est hors-ligne   jacky carlingue 

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Posté 02 janvier 2009 - 20:41

Salut Bravo 41 et bonne année...

Citation

Votre idée est bonne cepandant le frein doit être entièrement mécanique, c'est-à-dire qu'aucun câble électrique ne peut suivre la cabine pour alimenter un frein électromagnétique. Je pense qu'il serait trop difficile de mettre en place un treuil sur lequel s'enroule à la fois le câble et le fil électrique. En effet, il faut que ce dernier soit constamment tendu, mais il faut aussi qu'il s'enroule à vitesse constante, comme le câble de la cabine, ...


Pour résoudre le pb de l'enroulage et du déroulage du câble éléctrique alimentant le frein éléctromagnétique il existe une solution employée sur certains pont roulant de levage: un tambour totalement indépendant du treuil permet de dérouler le câble éléctrique sous l'effet du poid du mouffle. Le ré-enroulage se fait grâce à un ressort spiralé.

En gros, c'est le même principe que dans l'apirateur ménager à la seule différence qu'il n'y a pas de verouillage permétant de bloquer le câble déroulé.
Un exemple ici: http://www.normaf.co...ort/pdf/P57.pdf

Pour une solution 100% mécanique, pourquoi ne pas utiliser le système du "parachute" des ascenceurs?
Bonne continuation.
JC

Ce message a été modifié par jacky carlingue - 02 janvier 2009 - 20:43 .

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#8 L'utilisateur est hors-ligne   BRAVO41 

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Posté 02 janvier 2009 - 21:02

 jacky carlingue, le 2 01 2009, 19:41, dit :

Salut Bravo 41 et bonne année...

Citation

Votre idée est bonne cepandant le frein doit être entièrement mécanique, c'est-à-dire qu'aucun câble électrique ne peut suivre la cabine pour alimenter un frein électromagnétique. Je pense qu'il serait trop difficile de mettre en place un treuil sur lequel s'enroule à la fois le câble et le fil électrique. En effet, il faut que ce dernier soit constamment tendu, mais il faut aussi qu'il s'enroule à vitesse constante, comme le câble de la cabine, ...


Pour résoudre le pb de l'enroulage et du déroulage du câble éléctrique alimentant le frein éléctromagnétique il existe une solution employée sur certains pont roulant de levage: un tambour totalement indépendant du treuil permet de dérouler le câble éléctrique sous l'effet du poid du mouffle. Le ré-enroulage se fait grâce à un ressort spiralé.

En gros, c'est le même principe que dans l'apirateur ménager à la seule différence qu'il n'y a pas de verouillage permétant de bloquer le câble déroulé.
Un exemple ici: http://www.normaf.co...ort/pdf/P57.pdf

Pour une solution 100% mécanique, pourquoi ne pas utiliser le système du "parachute" des ascenceurs?
Bonne continuation.
JC




Bonsoir et bonne année,

Merci pour votre réponse. Cependant, je préfèrerais utilisée la méthode du frein 100% mécanique. Auriez-vous un lien vers un site qui présente différents schémas de parachute d'ascenseur ?
J'ai lu la définition mais je ne sais pas exactement comment il fonctionne.

Merci.
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#9 L'utilisateur est hors-ligne   jacky carlingue 

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Posté 02 janvier 2009 - 21:30

De mémoire, la traction exercée par le câble libère les machoires d'un frein en prise sur un rail.
Il ne reste plus qu'à adapter a un système de va et vien et le tour est joué!

JC
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#10 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 03 janvier 2009 - 00:44

 Polo13, le 1 01 2009, 18:59, dit :

Salut,

Je te propose comme système d'arrêt le principe de la crémaillère que l'on retrouve notamment sur les manèges du type "montagnes russes". Parmi tes rails, tu en réalises un avec des crans et tu poses un cliquet fixé sur ta cabine qui la retiens en cas de rupture du câble.

Ce n'est pas forcément une très bonne solution en raison du choc lors d'un arrêt de retenue, ça peut fonctionner à très basse vitesse.

Pour les lifts de roller coasters la problèmatique est un peu différente car ils ne sont pas conçus pour une marche bidirectionnelle. Le cas le plus courant est une chaîne sans fin. Dans certains cas on trouve un "catch car" (chariot d'amarrage) entraîné par câble et effetuant un mouvement à va-et-vient mais dans tous les cas aucun mouvement en marche arrière n'est prévu pour redescendre un train. L'évacuation se fait par l'escalier longeant le lift ou, pour quelques très grands roller coasters, par un funiculaire d'évacuation longeant le lift.

Pour le projet en question j'opterais plutôt pour un frein à serrage, cela permet un arrêt moins brutal tant en montée qu'en descente. On peut imaginer différents systèmes, p.ex. à pince ou à patin relevable à aimants permanents. Le plus simple est probablement un système genre frein parachute à pince car il faut également penser au déblocage du frein.

Pour ce type d'appareil de transport de personne il existe des prescriptions techniques mais je n'ai pas les références en tête.

Il existe toutes sortes d'appareils sur le marché, certains ont un moteur en très basse tension de sécurité embarqué (alimenté par rail de contact ou, parfois, par batteries), d'autres ont une chaîne ou un câble. Un des points importants concerne la sécurité afin de ne pas se coincer un doigt dans le dispositif d'entraînement. La configuration des guidage varie également, les versions avec deux guidages séparés sont courantes mais on trouve également des versions monorail.

La commande électrique doit répondre à des critères de sécurité précis, en particulier le dispositif d'arrêt d'urgence.


Complément après avoir lu d'autres réponses ci-dessus:
Le frein à ressort avec desserrage électromagnétique est un peu compliqué en l'absence de batterie ou rail de contact. Je pecherais pour un dispositf purement mécanique qui entrerait en action lorsque l'effort sur le point d'amarrage descend en-dessous d'une valeur minimale. Les déclencheurs basés sur la vitesse me paraissent moins appropriés dans ce cas.
Pour le dispositif de pince, c'est assez simple, le principe consiste à garder la pince ouverte en temps normal. Le serrage se fait simplement au moyen de ressorts de compression (jamais de ressorts de traction!), soit des ressorts hélicoïdaux, soit des paquets de rondelles ressorts. Un système à coin permet d'amplifier l'effort de serrage (possible en cas de rail massif rigide, moins approprié dans le cas de freins de chariots).

Le déclenchement de survitesse par surveillance électronique est trop complexe pour ce genre d'application car il faut une commande de conception sécuritaire.

Les enrouleurs à ressort ne sont pas ce qui se fait de mieux côté fiabilité et en plus faire suivre le câble dans les courbes d'un escalier n'est pas si simple et en plus la force d'enroulement est faible (sauf en cas de rétraction par moteur-couple en lieu et place d'un ressort).

Vous pouvez aussi prendre une télécommande radio industrielle de sécurité, là vous aurez les commandes de marche et l'arrêt d'urgence sur un même boîtier (ce genre de télécommande est également utilisée pour des remontées mécaniques).

Ce message a été modifié par Velro - 03 janvier 2009 - 01:04 .

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#11 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 03 janvier 2009 - 00:57

Détail important:
Il faut vérifier si un arrêt d'urgence actionné par la personne transportée n'est pas requis par les prescriptions, cela me paraîtrait assez logique car imaginez p.ex. qu'une partie de vêtement reste accrochée quelque part.

Ce message a été modifié par Velro - 03 janvier 2009 - 00:58 .

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#12 L'utilisateur est hors-ligne   Velro 

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Posté 03 janvier 2009 - 09:44

Voici encore quelques remarques, désolé pour mes trois mesages consécutifs.

 BRAVO41, le 1 01 2009, 18:49, dit :

(Image I)
http://cjoint.com/?bbtAuh1lnX

La cabine est accrochée au mur de la maison et tient grâce à un rail. Un treuil muni d’un câble permet de la tracter le long de ce rail.

La configuration avec treuil est-elle imposée?
Sans vouloir remettre en question l'idée de base à tout prix, un entraînement à câble et treuil ne facilite pas la conception si l'on prévoit des contours et des changements de pente.

Sur le principe général, il me semble qu'un concept avec entraînement embarqué et un système de guidage passif est plus simple à mettre en oeuvre et surtout plus flexible en ce qui concerne les courbes et changements de pente, sans même parler des sécurités et de la commande.
Une solution consiste p.ex. à utiliser une double guidage dont le guidage supérieur est assuré par une main courante renforcée en tube d'acier inoxydable normal. Un rail de courant en 24 ou 48 volts protégé contre les contacts fortuits ne pose pas de problèmes de sécurité.
La plupart des solutions commerciales sont avec deux guidages, il existe quelques solutions monorail (rails suspendu ou rail latéral fixé au mur).


Citation

(Image II)
http://cjoint.com/?bbtCg848oZ
Pour éviter que le bas de la cabine ne touche le mur, il y a un autre rail sur lequel roule une autre roue.
(Image III)
http://cjoint.com/?bbtC3rChhW

La disposition des galets ne me paraît pas optimale. De plus l'idéal serait d'avoir un guidage supérieur pouvant faire office de main courante. Si vous utilisez un rail à profil IPN suffisamment robuste vous n'avez pas besoin de rail de guidage supplémentaire car la charge utile à prévoir est faible.


Citation

J’ai aussi pensé à un autre support. Il s’agit d’un tube fixé au mur sur lequel tourne des poulies, qui sont accrochées à la cabine.
(Image IV et Image V)
http://cjoint.com/?bbtDHSGZgL
http://cjoint.com/?bbtERhvSSB

L'idée n'est pas mauvaise par contre impossible de l'exécuter comme représenté en raison du risque de déraillement, de plus il est préférable de prévoir des galets à bandages sans gorges inclinés de façon à limiter la reprise d'efforts axiaux. Après il s'agit de soigneusement concevoir la disposition des galets; si l'on souhaite suivre des courbes, il est peut-être même nécessaire de prévoir des bogies avec des groupes de paires de galets faute de quoi on risque de rencontrer des problèmes d'arc-boutement.
On trouve des galets et des axes de réglage excentriques sur le marché. On trouve également des systèmes modulaires avec des profilés et des chariots mais je n'ai plus les détails en tête.

Citation

Je n’ai par contre aucune idée pour le frein d’arrêt d’urgence. Ainsi, j’espère que quelqu’un pourra m’aider à trouver une solution, même s’il faut changer le support.

Le plus simple serait vraiment d'embarquer l'entraînement, cela permet d'avoir le poste de commande avec arrêt d'urgence près de l'opérateur. Le problème devient alors trivial car je ne pense pas qu'un dispositif de freinage séparé soit requis. Un double frein à ressort ou un réducteur autoboquant devraient suffire (à vérifier avec d'éventuelles prescriptions et normes). Il faut faire une FMECA pour déterminer si les critères de sécurité sont remplis.

Pour en revenir aux freins parachute, on trouve ce genre de composants sur le marché. Les constructeurs d'ascenseurs ne conçoivent pas forcément tous les composants eux-mêmes. Théoriqement on peut construire un ascenseur à partir de composants du marché. Seuls les grands fabricants genre Schindler, Otis, Krone ou Krupp Thyssen font presque tout en interne... et encore.

Ce message a été modifié par Velro - 03 janvier 2009 - 09:55 .

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#13 L'utilisateur est hors-ligne   BRAVO41 

  • TK de la Boule de Gomme
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Posté 03 janvier 2009 - 22:00

Bonsoir Velro,

Je vous remercie de m’avoir répondu et de m’avoir consacré du temps. Il est vrai que le système qu’un entraînement embarqué et un système de guidage passif serait plus pratique, cependant je préfère garder le treuil avec le câble, qui sont moins chère. La longueur de la pente est de 50 mètres, il y aurait trop de fils à tirer.
De plus, avec un treuil, le principe de fonctionnement est plus simple. En effet, un batterie de 12 V peut suffire à alimenter le treuil. Elle est relié au réseau 220 V et se recharge automatiquement. Elle est très utile en cas de coupure de courant et évite à la personne de rester bloquer dans la cabine alors qu’elle utilise le système.

Par ailleurs, la cabine suit le mur de la maison, il n'y a donc pas de virage et il n’y a pas de changement de pente (toujours 12 %), ce qui facilite l’installation. Cependant, comme elle ne touche pas le sol, je pense qu’il vaut mieux deux rails pour éviter que le bas de la cabine touche le mur. En effet, la masse de celle-ci est tout de même importante …


J’ai eu une autre idée mélangeant les deux systèmes que j'ai présenté précédemment. De plus, j’ai pensé à un frein semblable au frein à disques sur les voitures. Voici des schémas,

(Image VI, VII et VIII)

http://cjoint.com/data/bdvBrN8J0G.htm
http://cjoint.com/data/bdvTsPHxQJ.htm
http://cjoint.com/data/bdvB4IVPnC.htm


Dites-moi ce que vous-en pensez. Je sais que je conserve le tube avec les poulies qui sont accrochées à la cabine, cependant, la pente étant constante (environ 12 %) et sans virages, je pense pas que la cabine ne peut pas dérailler.
Sinon, il serait peut-être possible de disposer les trois poulies en triangle autour du câble. Avec le rail en forme de U sur lequel repose le bas de la cabine, je suppose que la cabine se déplacera sans problème.

(Image IX ; Les axes des poulies doivent être reliée à un support qui est lui-même relié à la cabine.)

http://cjoint.com/data/bdvAUJhGjZ.htm



Merci pour votre aide.
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