Motoriser tout cabanon

[Valthauser 0]

Bonjour,

J'ai monté depuis peu une maisonnette en bois qui me sert d'abris pour mon matériel.
Elle fait 116x120 cm au sol.

L'ouverture du toit se fait encore manuellement, mais je souhaite réaliser une ouverture motorisée à l'aide d'un motoréducteur 12v continu, d'une roue dentée et d'une crémaillère.
Je sais déjà, plus ou moins, comment réaliser le systeme, mais là ou je suis complètement perdu, c'est la motorisation elle meme.

Le toit de la maisonnette fait environ 15 kg.
Maintenenant mon probleme : un motoreducteur avec un couple de sortie sur l'axe de 1.5kg/cm est-il suffisant ?

Que me proposez vous comme idées ?

Merci,
Vincent Althauser

[Astroced69 113]

Ça me semble un peu faiblard comme moteur...
Peux tu nous donner le Ø de ta roue et le pas, ça permettrais de faire le calcul.
Tu veux que ton toit s'ouvre en combien de temps? Quelle est sa longueur?

[Valthauser 0]

Pour la cremaillere j'ai trouvé ça http://www.gotronic.fr/art-cremaillere-en-pvc-cp100-17967.htm

le moteur http://www.gotronic.fr/art-motoreducteur-mfa-918d10241-11724.htm
ou http://www.gotronic.fr/art-motoreducteur-mfa-918d2501-12-11723.htm

les roues dentées http://www.gotronic.fr/cat-roues-dentees-pvc-avec-moyeu-pour-axe-de-4-mm-1341.htm

Le toit peut s'ouvrir de 1.2 jusqu'à 1.5m
Le temps d'ouverture peut aller jusqu'a 1.5min, je suis pas pressé..

Merci

[Discret68 1 309]

Je pense que la mécanique que tu prévois est largement sous-dimensionnée. Néanmoins, cela est vérifiable.

Il faudrait que tu puisses mesurer l'effort nécessaire au déplacement du toit. On ne sait pas précisément sur quoi se déplace ton toit. Des roulettes sur des rails ?

A la limite, peu importe mais tout doit commencer par la mesure de l'effort de déplacement du toit car c'est cet effort qui va permettre de déterminer le couple moteur dont tu as besoin.

L'idéal serait de pouvoir accrocher une corde à ton toit puis de mettre une poulie ou un axe (voire même un gros clou) à l'extrémité d'un d'un chevrons horizontaux. L'objectif est de pouvoir accrocher un récipient dans lequel tu vas pouvoir mettre du poids (cailloux, sable). Il faudra remplir ce récipient jusqu'au moment où le toit commence à se déplacer. Il faut ensuite peser le récipient avec son contenu.

A ce niveau, tu auras déterminé l'effort pour "décoller" le toit de sa position. Cet effort est enveloppe de l'effort nécessaire au déplacement du toit. C'est sur cette valeur que nous allons voir ce qui se passe.

Prenons comme hypothèse que tu trouves un poids de 5kg. Ton motoréducteur ayant un couple de 1,5kg.cm (et non pas 1,5kg/cm, c'est pas la même chose), le motoréducteur est donc capable de transmettre un effort de 1,5kg sur une poulie ou un pignon de 1cm de rayon, soit 2cm de diamètre.

Pour un effort de 5kg, on aurait un rayon possible de 1,5kg.cm divisé par nos 5kg soit 0,3 cm de rayon (6mm de diamètre). C'est pas bien grand tout ça, et guère faisable.

En plus, il faudrait appliquer un coefficient pour tenir compte d'un effort supplémentaire. (neige sur le toit, encrassement des rails ou des poulies). A mon sens, il serait bon de multiplier par 2 l'effort initial nécessaire. Mais je reste sur l'exemple de 5kg pour la suite.

La solution technique dans ce cas est de mettre une réduction complémentaire entre le motoréducteur et le pignon d'entrainement de la crémaillère, qui va permettre de délivrer un effort plus important, mais avec une vitesse de rotation plus faible, directement proportionnelle au rapport de réduction.

Pour avoir un montage cohérent, il faudrait (par exemple) prendre le pignon de 18 dents (c'est tout petit) pour actionner la crémaillère. Ce pignon a un diamètre primaire de 18 mm (module x nombre de dents) mais on va arrondir à 2cm, donc 1cm de rayon. Il faudrait une réduction de 5kg/1,5 soit environ 3,3 fois. C'est ce qui permettrait d'avoir l'effort nécessaire pour déplacer le toit.

Maintenant, voyons ce que ce montage nous donne en terme de durée d'ouverture du toit :

Le motoréducteur a une vitesse de rotation de 9 tr/mn à tension max. Vu que nous avons une réduction de 3,3, le pignon qui entraine la crémaillère va tourner à 9/3,3 = 2,7 tr/mn.

Vu que le pignon d'entrainement de la crémaillère fait 20 mm de diamètre, cela nous fait 20 x pi = 63 mm de circonférence.

Le pignon tournant à 2,7 tr/mn, la crémaillère va se déplacer de 63 x 2,7 = 170 mm par minute.

Pour déplacer le toit de 1,2 mètre (1200 mm), il faudra 1200/170 = 7 mn pour déplacer le toit.

Bon, je sens qu'une grimace est en très d'apparaitre sur ton visage.

Même si l'effort réel que tu trouve est inférieur à mon exemple, ce système est largement sous-dimensionné. Il faut une mécanique plus conséquente avec un motoréducteur plus puissant.

Essaies quand m^me de déterminer l'effort nécessaire au déplacement de ton toit, on y verra plus clair et on pourra travailler sur des paramètres concrets.

[Ce message a été modifié par Discret68 (Édité le 31-10-2015).]

[Valthauser 0]

Merci pour la grimace !
Bien sympa les explications !
Je vais creuser un peu plus, je trouverais chausson à mes pieds.

[Astroced69 113]

De mon côté j'étais parti sur un pignon de diamètre 50mm ce qui me donnait un couple nécessaire de (150N x 0.025)x coef de frottement 0.5= 1.9Nm pour déplacer le toit.
Pour la vitesse d'ouverture, si tu veux que ton toit de 1.5m s'ouvre en 1mn, il te faut un moteur qui tourne à 1500/(50*pi), soit à environ 9-10tr/min.
Donc pour moi il te faut un motoreducteur qui tourne à 9-10tr/min avec un couple de 2Nm mini.
Concernant le choix des matières, c'est discutable, perso le PVC j'éviterai. J'suis pas certains que ça aime bien le chaud/froid...

[Discret68 1 309]

@ Astroced69 : comment as tu déterminé la valeur de 150N (en gros 15kg) qui vu de chez moi doit représenter la force nécessaire à déplacer le toit ?

Pourrais tu nous caractériser un peu ton toit (Dimensions, poids, type de roulement - galet/rails ou autre) ?

En tout état de cause, tu as plus de 10 fois le couple que prévoyait Valthauser.

Coté matière, il est vrai que je m'orienterais plutôt vers des pièces métalliques. Le PVC n'aime pas beaucoup le froid.
A contrario, avec le métal, il faut lutter efficacement contre l'oxydation.

[Astroced69 113]

Discret68, pour faire mon calcul j'ai assimilé le toit à une charge sur un convoyeur quelconque, comme je peux le faire pour différents clients, les 150N c'est l'effort vertical du toit, ensuite j'ai appliqué la formule C=F*L . Dans mon calcul je suis partie sur une galet de 50mm de diam, car il ne faut surtout pas que le toit repose sur un pignon, car celui ci va appuyer en fond de denture sur la crémaillère et ça c'est pas bon surtout vu le module et la matière... 2Nm de couple c'est vraiment pas beaucoup... ;-)

[Discret68 1 309]

@ Astroced9

Je ne comprends pas bien ce que tu entends par "Effort vertical de 150N" du toit. S'agit-il du poids du toit (150N = 15kg), ce qui me parait très faible, ou as-tu appliqué un coefficient particulier au poids de ton toit pour arriver à ces 150N de force ?

L'effort à exercer sur le toit à déplacer dépend grandement du système de roulement. Plus le système sera mécaniquement abouti (galets avec roulements à billes plutôt que des coussinets, ...), moins il faudra de force et la motorisation nécessaire pourra être réduite.

Il est clair qu'il ne faut surtout pas se retrouver avec un toit qui se déplace en faisant rouler des pignons sur une crémaillère. Le couple pignon/crémaillère ne doit servir qu'à déplacer le toit et pas en reprise de charge.

La motorisation du toit de mon abri étant le dernier maillon à franchir pour être en "total remote", il va falloir que je mesure l'effort de déplacement du toit. J'utilise des galets inox avec roulements à billes sur des rails oméga. A la main, ça se pousse sans problème.

[Astroced69 113]

Discret68, oui les 150N correspondent aux 15kg de son toit, je n'ai pas de cabanon dédié pour le moment.
Je suis d'accord avec toi sur le fait que plus le système de roulage sera "souple" moins il faudra d'effort à la motorisation, c'est pour ça que dans mon calcul j'ai multiplié par un coef de roulement/frottement ;-)

[Valthauser 0]

Merci pour les reponses !
Je vais voir dans les prochains jours quel effort je doit fournir pour deplacer le toit.

A plus,
Vincent

[Discret68 1 309]

Ayant également prévu de motoriser le déplacement du toit de mon abri, je viens de mettre en œuvre d'une manière pratique la méthode de mesure dont je parlais ces derniers jours.

J'ai attaché une corde au toit à l'aide d'un serre-joint. Vu que je n'ai pas de poulie (solution idéale), j'ai fixé un tube de PVC à l'aide de 2 serre-joints sur le chevron d'extrémité. La poulie (ou le tube dans mon cas) a pour objectif de limiter les frottements de la corde sur le chevron. J'ai attaché un seau à la corde.

Voir photo pour du concret :

J'ai rempli progressivement le seau avec de l'eau jusqu'à ce que le toit se mette en mouvement.

J'ai posé le seau sur une balance pour déterminer le poids correspondant. J'ai repris l'essai 3 fois pour être sûr de ma mesure.

Bilan : pour un toit qui pèse une bonne centaine de kilo, la masse nécessaire à son déplacement est de 4,8kg. Ce qui représente une force de 48N (j'ai arrondi la constante g de 9,81 à 10, c'est plus simple).

Pour me prémunir d'une éventuelle dégradation des conditions de roulement dans le temps, je multiplie par 2 l'effort en question (je suis très conservatif en multipliant par 2 - On pourrait retenir un coefficient plus faible) et j’arrondis à un "chiffre rond".

Par conséquent, je retiens 100N comme effort à garantir pour déplacer le toit.

Vu que j'ai prévu un système à câble et poulies, je pense m'orienter vers des poulies de 60mm de diamètre. Avec un pignon du même diamètre, on arrivera au même résultat en terme de couple à produire.

Le couple à fournir par la transmission mécanique est de 100 (force à transmettre en N) x 0,03 (rayon de ma poulie en mètre), soit 3N.m.

Pour ceux qui ont l'habitude de serrer avec une clé dynamométrique, on parle plutôt d'un couple de 0,3 mKg, c'est à dire pas grand-chose.

2ème paramètre à déterminer, la vitesse de rotation du moto-réducteur qui va faire tourner la poulie.

Je voudrais que mon toit mette 30 secondes pour assurer la course complète qui est de 2,50m. La poulie faisant 60mm de diamètre, sa circonférence fait 60 x pi = 188 mm (ou 0,188 mètre)

La poulie devra tourner à une vitesse de (2,50/0,188) x 2 (rapport de 30s à 1mn) soit 26,6 tours par minute.

En conclusion, il faut que je trouve un moto-réducteur fournissant un couple d'au moins 3N.m et qui tourne à une vitesse d'environ 27 tr/mn. Dans cette gamme de couple et vitesse, on n'est plutôt sur un modèle à courant continu basse tension.

Si je trouve un modèle ayant un couple supérieur, pas de problème. Si la vitesse de rotation est plus importante, soit j'intercale un étage de réduction à l'aide de poulies ou de pignons, soit je réduit la tension d'alimentation du moteur électrique. Le mieux serait même de "hacher" la tension d'alimentation pour conserver le couple optimal du moteur.

[Ce message a été modifié par Discret68 (Édité le 02-11-2015).]

[Valthauser 0]

Super !

Je vais faire mes mesures aujourd'hui.
Concernant ton motoreducteur j'ai trouvé ca http://www.gotronic.fr/art-motoreducteur-mfa-950d5001-11734.htm
Il devrait tenir le coup.

A plus,
Vincent

[Astroced69 113]

Comme quoi la théorie et la pratique...

Après relecture, j'ai refait le calcul en prenant un coef de roulement acier/acier de 0.1 et je trouve un couple moteur de 0.4Nm.

Question qui me vient en tapant cette réponse, avez vous prévu un système pour maintenir le toit ouvert, car vu les efforts nécessaire pour l'ouvrir, il ne faudrait pas qu'une légère bise le referme...

[Discret68 1 309]

Excuses moi Vincent, mais ce que tu proposes reste quand même un peu du domaine du jouet. Ça va peut-être fonctionner au début mais par pour longtemps je pense.

Par rapport à la remarque de Cédric sur le risque de fermeture non maîtrisée du toit, il y a aussi le fait que tu peux te cogner au toit sans faire exprès (moi, ça m'est déjà arrivé plusieurs fois en bricolant autour). Avec la crémaillère et le pignon que tu as proposé, les dents vont valser rapidement.

Pour le moto-réducteur, je pense qu'il est préférable :
1- de t'orienter vers un modèle à roue et vis sans fin. Le mouvement n'est pas réversible et cela te garantit que ton toit restera à la bonne place. Comme dit Cédric, avec un réducteur à pignons, la réversibilité est possible, il n'y a pas de blocage de la rotation comme c'est le cas avec une transmission roue/vis sans fin.
2 - de retenir plutôt une transmission avec poulies et câble. Au pire, en cas de choc longitudinal sur ton toit, le cable va glisser sur les poulies. Il n'y aura pas de casse.

[Valthauser 0]

Bonjour,

Voila, c'est fait.
Le toit de la cabane est motorisé avec un motoreducteur Motoréducteur MFA 950D5001

Voici la video

https://www.youtube.com/watch?v=9ZfUP-w7Vtg&feature=youtu.be

Slts,
Vincent

[polo0258 38 431]

bonjour vincent
le lien: http://www.youtube.com/watch?v=9ZfUP-w7Vtg&feature=youtu.be

la vidéo est privée!

polo

[Valthauser 0]

oups, désolé ! c'est corrigé
Vincent
http://www.youtube.com/watch?v=9ZfUP-w7Vtg&feature=youtu.be

[mario - 18 253]

bonsoir,
l'idée est bonne mais il faut plus de portée sur la roue d'entrainement voir ajouter une deuxième roue sur l'autre rail car avec l'humidité,le gel, ou le poids de la neige sur le toit une simple petite roue d'entrainement va patinée.

ce n'est qu'un conseil
mario

[CATLUC. 3 255]

Bonjour
Pensez aux moteurs d'essuie glace pas cher dans une casse et aux chaîne de vélo et moto pour la crémaillère.
Bonne journée.
Luc

[mario - 18 253]

un exemple dans ce genre avec moteur d'essuie glace mais le toit fait 22m² de surface.
la raison du système avec plusieurs pignons= multiplicateur de force

https://www.youtube.com/watch?v=Fbam0uygohU&feature=youtu.be

ci ça peut donner une idée de départ

mario

http://astro-passion-18.wifeo.com

[Valthauser 0]

Bonjour a tous,

Voilà c'est fait !
J'ai galeré et j'y suis arrivé.
L'ouverture du toit se fait avec un tout petit motoreducteur et une roue en contact avec une bande de feutre bitumeux, le meme materiau qu'on utilise pour couvrir un toit.

et une petite video

https://www.youtube.com/watch?v=El658pyUth0&feature=youtu.be

[Ce message a été modifié par Valthauser (Édité le 18-12-2015).]

[polo0258 38 431]

c'est original ! bravo!
polo