Projet trappe de cave motorisée (cinématique)

[Fredgnx]

Bonjour, j'aurais besoin de vos lumières afin de réaliser la motorisation d'une trappe de cave.

La trappe mesure 2200mm x 950mm environ.
Son poids est de 80kg environ.

J'aimerais utiliser un moteur a bras articulé récupérer sur une motorisation de portail battant.

Voici un aperçu de ce que j'aimerais comme résultat : https://youtu.be/xBcYtKmqv2w

J'avais fait un essai avec un moteur bas de gamme et la trappe n'a pas bougé d'un iota....

On m'a donné un moteur électrique avec inscrit dessus 180nm. Pensez vous que cela soit suffisant ?

Je dois fabriquer le bras articulé, mais je ne vois pas trop comment faire. Je sais qu'il faut lever a l'opposé de l'axe de rotation afin de limiter l'effort. Voici en pièce jointe un croquis que j'ai fait.

Pouvez vous m'indiquer le meilleur moyen de cinématique pour le bras articulé.

Je suis bricoleur mais je n'ai pas les notions de calcul afin de vérifier le moteur et de dessiné le bras articulé.

Merci beaucoup :')
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[Benzki]

Bonjour, je te conseille - afin d'obtenir l'aide souhaitée - de poser au mieux les contraintes de ton projet. Tu dis : "Je sais qu'il faut lever a l'opposé de l'axe de rotation afin de limiter l'effort", ce n'est pas forcément vrai. Il y a beaucoup de systèmes dont le bras de puissance est proche de l'articulation. Bien entendu, dans ce cas, le moteur doit être davantage puissant, ou être muni d'un système qui démultiplie la force. Tout dépend si tu as des contraintes sur l'encombrement que peuvent prende le(s) bras articulé(s). par exemple, s'il faut entrer dans la trappe par son long ou son petit côté. Et tu peux également envisager d'utiliser des vérins, genre ceux qui sont utilisés pour les hayons de voiture, les ciels de bancs solaires, les lits-coffres, etc. Ils permettront de limiter l'effort du moteur. Les vérins utilisés peuvent être calculés de façon à ce que l'ouverture soit passive (donc sans effort d'un moteur), et la fermeture à l'aide du moteur. Tu peux aussi imaginer un contrepoids. Donc, tu vois, tu peux imaginer des variantes, ceci dépendant de tes contraintes d'encombrement, prix à débourser, matériel déjà à ta disposition, etc. Très bon exercice à poser à des étudiants pour stimuler leur imagination, calculer les contraintes mécaniques, et poser les avantages et inconvénients de chaque variante proposée...

[Fredgnx]

Bonjour et merci pour les conseils.

Je tiens a préciser pour les contraintes que j'ai un escalier qui descend dans la cave. ( Photos ci-jointes) donc il y a un mur de chaque côté.

Pour les contraintes de budget, je possède déjà le moteur et la logique de commande. Je peux fabriquer les cames moi même dans de l'acier et je peux faire d'autres pièces si besoin. Je ne compte pas acheter un autre moteur par exemple.


Je précise que l'ouverture de la trappe de fait actuellement manuellement et est assisté par deux vérins type vérin de coffre automobile.

Voilà pour les infos complémentaires.

Si quelqu'un un un logiciel de type solidworks afin de modéliser le système je peux envoyer toute les côté ou un fichier dxf de la trappe.
J'aimerais savoir si avec ce simple moteur électrique si le montage serait faisable.
Je précise que le moteur que je possède est conçu pour être intégré dans un moteur de portail ( dans le montant côté rotation) pour portail battant et est conçu pour un usage intensif

Merci pour tous les avis ou conseils.

Bonne soirée

[Fredgnx]

Photo trappe

[A voir en vidéo sur Futura]

[penthode]

je vois qu'il y a des vérins d'équilibrage ,

ce qui est indispensable pour ne pas avoir à utiliser un mécanique monstrueuse

faute de pouvoir en juger in-situ , je propose d'ajouter un vérin électrique entre les deux passifs

[mécano41]

Bonjour,

...Je précise que l'ouverture de la trappe de fait actuellement manuellement et est assisté par deux vérins type vérin de coffre automobile.

As-tu les caractéristiques de tes ressorts à gaz (Lmini, Lmaxi, force à Lmini et force à Lmaxi - en général le rapport des deux forces est de l'ordre de 1,3)? J'ai fait une appli. EXCEL pour des trappes, entre autres, une avec deux vérins à gaz + un vérin électrique ou hydraulique...je peux essayer de la modifier en prévoyant ton moteur + deux bras...sinon, as-tu une idée de l'effort à appliquer, actuellement, côté mur, pour commencer à soulever la trappe?

Remarque en passant : il me semble que lorsque la trappe est fermée (donc temps maxi dans cette position) le côté tige est plus haut que le côté fond. Pour éviter les fuites de gaz, il vaut mieux faire l'inverse (il y a un peu d'huile côté tige car cela fuit moins facilement qu'un gaz).

Cordialement

[DAT44]

Bonjour,
tu aurais des photos du bras articulé que tu a récupéré avec sa commande ?

[Fredgnx]

Bonjour, oui je te les joints.
Merci

[Fredgnx]

Screenshot_20191024-200120_Drive.jpg

Moteur :

[Fredgnx]

Bonjour, merci de ta réponse mecano41.
Je ne connais pas les caractéristiques des vérins qui sont en place sur la trappe. Je regarderai demain si je vois des inscriptions dessus.

Je n'ai aucune idée de l'effort a appliqué pour levé la trappe côté mur. Je la leve a la main assez facilement. Les vérins commence a l'aider a environ 45°

J'ai posté une photo et les caractéristiques du moteur ci dessus.

Tu à besoin que je te donne plus d'infos pour que tu puisses utiliser ton tableau excel?

Merci de ton aide.
Fred

[DAT44]

Bonjour,
ce moteur est prévue a l'origine pour être vertical et parfaitement dans l'axe des gond d'un portail.

Je suppose que ici, tu veux le mettre a l’horizontal et qui ne peux pas être parfaitement dans l'axe des gond de la trappe ...

- le motoréducteur lubrifié a la graisse fluide, peut il être mis a l'horizontale ?

Si non, il faudra trouver le moyen de transformer la rotation horizontal en poussé vertical ...

Si oui, une biellette un peu longue fixer sur l'axe du moteur + une biellette un peu courte de renvoie sur la trappe devrais faire l'affaire (afin de compense le fait que le moteur ne peut être placé dans l'axe des gonds de la trappe)

[mécano41]

Bonjour,

Bonjour, merci de ta réponse mecano41.
Je ne connais pas les caractéristiques des vérins qui sont en place sur la trappe. Je regarderai demain si je vois des inscriptions dessus.

Je n'ai aucune idée de l'effort a appliqué pour levé la trappe côté mur. Je la leve a la main assez facilement. Les vérins commence a l'aider a environ 45°

J'ai posté une photo et les caractéristiques du moteur ci dessus.

Tu à besoin que je te donne plus d'infos pour que tu puisses utiliser ton tableau excel?

Merci de ton aide.
Fred

Si tu n'as pas plus pour le moment, on va faire avec...

J'ai adapté mon appli à ton cas : commande par système dit "à 4 barres" (le quadrilatère OCKD).
Suite à tes données, je me suis débrouillé pour que deux ressorts à gaz capables d'effectuer la course voulue, avec deux gardes AV et AR de 20 mm, soient capables de maintenir la trappe en équilibre à mi-course (dans l'appli : env.48°) comme tu l'indiques. Dans ces conditions, j'ai ensuite choisi les points C et D et des longueurs de bras DK et CK et le calcul donne un couple maxi à appliquer en D par le motoréducteur de : 117 N.m (c'est brut, sans les rendements). Il y a peut-être des positions et des longueurs qui demandent moins de couple ; je n'ai pas essayé...

Dans l'appli., tout est paramétrable. Il faut entrer tes valeurs dans les cellules jaunes, si elles sont différentes de ce que j'ai mis. Pour le ressort à gaz N°2, comme j'ai supposé que ce sont les mêmes valeurs que le N°1, je n'ai pas mis des valeurs mais des références au N°1 (si tu modifies 1 le 2 se modifie). De même, comme presque tous les ressorts ont un coeff. de 1,3 entre pos. libre et pos. à bloc, j'ai mis une formule qui met automatiquement la valeur Mais tout cela peut être modifié. A noter que les ressorts à gaz peuvent être implantés en biais (la tête et le pied peuvent avoir des Z différents) mais le quadrilatère OCKD restera dans un plan perpendiculaire à l'axe de rotation.

Le fichier est protégé pour ne pas risquer de faire des erreurs mais il n'y a pas de mot de passe. Si tu le déprotèges, il se reprotégera à la première modif. d'une cellule jaune.

Je n'ai pas traité les efforts aux articulations comme je l'avais fait dans les applications de base...je verrai plus tard si nécessaire...

Voilà...mais attention, ce n'est pas très évident à mettre en oeuvre pour la définition des ressorts à gaz, malgré les aides et alertes qui évitent de faire des erreurs. Si nécessaire, dis-le ; je ferai les modifs.

Cordialement

[mécano41]

Désolé, il y avait une erreur qui survenait dans une certaine configuration. Je remets l'appli. corrigée.

J'ai oublié de dire : à l'ouverture du fichier, il faut autoriser les macros (il y a du code VBA)

Cordialement

[Fredgnx]

Bonjour mecano41 et merci beaucoup.

Je vais regarder ça dès que je rentre a la maison.

Je te tiens au courant.

Merci

[Fredgnx]

Bonsoir Mécano41.

J'ai bien regardé ton appli et elle est super, je te remercie vraiment.
J'ai regardé mes vérins de plus près ce soir.
La fixation coté "mur" est à 140mm de l'axe de rotation. (XB et XF dans ton applis)
Le point de fixation sur la trappe est a 80mm à l'axe ( YB et YF )
La longueur du vérin à gaz d'axe en axe est 600mm environ à l'ouverture maxi 88°
La longueur du vérin d'axe en axe est de 420mm environ soit une course de 180mm.
Il n'y a aucune inscription sur les vérins, je ne connais pas du tout leurs forces, de plus ils suintes un peu.

Au niveau du moteur, son axe en X par rapport a l' axe de rotation est de 65mm (je peux le faire varier de quelques cm si cela
peut réduire l'effort du moteur)
En Y il serait à environ -175mm (variable également)
J'ai changé un peu les longueurs des barres DK630mm et CK350mm.
Il en resort un couple de 149N.m à l'ouverture.

Tu pourrai vérifier mes modifs dans ton applis pour voir si j'ai juste stp? je n'ai pas compris tout les termes dans le tableau ressort
Je cherche du coup les meilleurs longueurs de barres pour limité l'effort du moteur ( 180N.m sur étiquette)
Si il faut je peut également changé les vérins et leurs positions si le moteur est trop faible.

je pense faire les cames dans la semaine pour effectuer un essais le week-end prochain.

Merci beaucoup et bonne soirée.

[mécano41]

Bonjour,

En mettant tes valeurs, j'ai un problème avec les ressorts à gaz. Si je mets la longueur de 420, j'ai une alerte car cette longueur est trop grande (dans l'aide, il est indiqué 353 mm maxi)...J'ai supposé que le ressort venait en butée pour les 88° et j'ai mis une garde AV nulle et 10 mm de garde AR.

Voici les deux cas et l'explication des termes pour les ressorts.

Vérifie si je ne me suis pas trompé quelque part...

Cordialement

[Fredgnx]

Merci mecano41

C'est parfait je vais étudier ça dans la journée.

J'ai remarqué que les vérins sont efficaces après un certain angle. Je pensais 45° mais ce n'est pas celà. Je mesurerait l'angle des que possible. Mais il est plus grand.... Les vérins ne sont pas très efficaces... Merci pour les conseils et informations.

Bon dimanche

[mécano41]

Re,

J'ai regardé d'un peu plus près...

Ou bien c'est :

-Lressort = 420 mm et Xa=560 mm L^r ressort panneau ouvert étant alors de 645 mm (et garde AV = 0 garde AR =1) auquel cas on a : 142 N.m

ou bien c'est :

-Lressort = 600 mm et Xa=515 mm L^r ressort panneau fermé étant alors de 375 mm (et garde AV = 0 garde AR = 2)auquel cas on a : 139 N.m

...mais bon, tout cela est théorique...il y a les erreurs de relevé, probablement des jeux et des flexions...(les millimètres sont vite partis!...) et les suppositions pour l'effort des ressorts...

(La garde AR que j'ai prise est trop faible mais c'est juste pour ne pas être à la limite du calcul et indiquer une erreur)

Cordialement

[mécano41]

J'ai oublié...

[Fredgnx]

Bonsoir, j'ai effectué un essai aujourd'hui. Cela n'a pas fonctionné, le moteur c'est mis en sécurité... Étant donné que c'est un moteur de portail, il doit y avoir une sécurité a l'effort, il faut que je regarde si je peux la shunté dans la logique de commande.

Mecano41, j'ai bien utiliser ton application, elle m'a été très utile, merci.
Par contre il y a un truc que je n'ai pas saisi. J'ai trouvé une bonne cinématique pour les bras et il en ressort un couple maxi de 89Nm a l'ouverture de la trappe. Par contre si je rentre des valeurs a 0 dans les vérins a gaz le couple a carrément augmenter.

Ma question : je pense que le moment où le couple est le plus élevé est quand la trappe est à plat , et a ce moment là les vérins sont inutiles, ils le deviennent a plus de 45°.
Du coup pourquoi les valeurs de couple augmente dans l'application quand je rentre des valeurs a 0 dans les vérins.

Il faut que je trouve un système qui peut soulager le moteur sur les premiers degrés d'ouverture. Est il possible d'utiliser un vérin à gaz qui serait utile des l'ouverture ?

Merci a tous, je vais continuer des essais ce weekend et je vous tiens au courant.

@+

[mécano41]

Bonjour,

Bonsoir, j'ai effectué un essai aujourd'hui. Cela n'a pas fonctionné, le moteur c'est mis en sécurité... Étant donné que c'est un moteur de portail, il doit y avoir une sécurité a l'effort, il faut que je regarde si je peux la shunté dans la logique de commande.

S'il y a une sécurité, c'est pour éviter une surcharge et une destruction du moteur...il vaut mieux ne pas la court-circuiter...

...Par contre il y a un truc que je n'ai pas saisi. J'ai trouvé une bonne cinématique pour les bras et il en ressort un couple maxi de 89Nm a l'ouverture de la trappe. Par contre si je rentre des valeurs a 0 dans les vérins a gaz le couple a carrément augmenter.

Il aurait fallu me donner tes cotes de longueurs et positions, afin que je puisse vérifier...

Ma question : je pense que le moment où le couple est le plus élevé est quand la trappe est à plat , et a ce moment là les vérins sont inutiles, ils le deviennent a plus de 45°. Du coup pourquoi les valeurs de couple augmente dans l'application quand je rentre des valeurs a 0 dans les vérins.

Parce que tes ressorts sont utiles dès le début...plus ou moins, selon leurs caractéristiques. Celles que j'ai mises sont choisies pour que ça fonctionne mais rien ne dit que tes propres ressorts sont suffisants.

Ci-joint, une image de ce que sont les valeurs d'effort manuel résiduel, avec les valeurs que j'ai choisies...

As-tu une idée de l'effort de compression nécessaire pour commencer à enfoncer la tige de tes ressorts actuels? Te serait-il possible de mesurer, avec un pèse-personne, l'effort au bord extrême de la trappe (point H) en position presque horizontale de la trappe? (le pèse-personne sur une marche, un chevron vertical + une petite planche pour ne pas défoncer l'appareil!)

Il faut que je trouve un système qui peut soulager le moteur sur les premiers degrés d'ouverture. Est il possible d'utiliser un vérin à gaz qui serait utile des l'ouverture ?

Après, si tes ressorts ne vont pas et que tu veux les changer, je peux te définir un modèle et tu te renseigneras sur les prix et la disponibilité. J'en avais commandé chez BARNES (modèle NITRIDER 450 N course 400 mm si mes souvenirs sont bons - cela coûtait dans les PU : 60€ HT avec l'embout) et cela s'était bien passé. Mais il y en a beaucoup d'autres.

Cordialement

[Fredgnx]

Bonjours et merci mecano41.

J'ai refait des essais aujourd'hui et le moteur manque carrément de couple. A l'ouverture il se met en sécurité tout de suite. A la fermeture il fonctionne.

Je pourrais te donner les positions, longueurs et course des vérins ce lundi.
J'avais estimé le poids de la trappe en calculant les matériaux qui la composent.

J'avais déjà testé le poid avec une balance mais je me rappelle plus. Je crois 75kg a 5° environ.

J'espère trouver un moyen d'aider le moteur des l'ouverture.
Si des vérins sont efficaces à 0° ça serait bien.

Je vous tiens au courant et j'espère que cela vas marcher.

Ci joint une photo du moteur habiller en tôle alu et de son bras articulé.

Merci

[Fredgnx]

Trappe

[omega.067]

bien le bonjour
et un vérin linéaire de butée fin de course, (genre 15cm) ça n'aiderai pas ?
Michel

[mécano41]

Bonsoir,

Lorsque j'aurai les longueurs des bras et la position de l'axe de la motorisation et la position des points C et D, je revérifierai mes calculs car il n'est pas possible que cela fonctionne avec les longueurs de bras que je vois sur la photo...et si on saisit des cotes approximatives correspondant à cette photo, le couple me paraît trop faible...Avant de réaliser tes bras, tu aurais dû me donner les longueurs et positions comme je l'avais demandé...j'aurais déjà vérifié...Si je me suis trompé, je vais me flageller...mais tu auras quand même bossé pour rien

Question : as-tu la possibilité de faire basculer le panneau au delà de 88° pour pouvoir démonter les ressorts à gaz sans prendre tout dans la figure? Si oui, démonte-les avant de refaire la mesure de poids...et essaie, par ailleurs, d'évaluer l'effort nécessaire pour manoeuvrer la tige de ces ressorts...Comme ils sont montés à l'envers, il n'est pas impossible qu'ils soient morts...

De toute manière, il va bien falloir y arriver...d'une manière ou d'une autre!

Cordialement

[Fredgnx]

Re, merci Omega, c'est peut être une bonne idée.

Mecano41 : mes deux bras sont de longueur identique : 650mm entre axe.

Je ne suis pas a la maison, mais de mémoire le moteur est a 235mm de l'axe de rotation en hauteur. Dans l'autre sens il est a 60mm.

J'avais tracé les bras sur autocad, il me paraissait bon en cinématique. Je peux les refaire sa s problème si tu as une meilleure solution.

Je te donnerai plus d'infos lundi. Merci

[mécano41]

Bonjour,

J'ai recherché une meilleure configuration. Celle de l'appli. jointe, si toutes les cotes et le poids sont bons, permettrait presque de lever la trappe en mettant les ressorts à Fo=0.

Pour faire le minimum de casse, j'ai seulement déplacé le point C vers le pivot (XCo=650 mm) et réduit à 250 mm la longueur du bras le plus simple DK (dans un premier temps, un trou supplémentaire suffit mais il faudra mettre une rondelle entretoise en K sinon, ça va coincer)

Ensuite, j'ai déterminé des ressorts à gaz en supposant bonnes les cotes des points E, A, B et F. J'ai volontairement pris de grosses marges pour les surcourses. Les gardes AV et AR indiquées ne servent qu'à déclencher les alertes ; les surcourses réelles sont plus importantes. Il faut, en effet, être sûr que dans les positions extrêmes, le système motorisé ne vienne pas forcer sur les ressorts à gaz. Donc, première chose à faire : vérifier toutes les cotes et le poids (question : lorsque tu as mesuré le poids avec ta balance, tu l'avais placée où, par rapport à l'axe de pivotement?)

Pour ces vérins, tu vas ici et tu cliques "Téléchargement PDF" : https://www.ressortsspec.com/pdfs/So...talogue-FR.pdf

C'est à la page 8. BARNES NITRIDER à oeillets soudés - tige Ø10 - corps Ø22 - Force de 150 à 1200 N à préciser à la commande (dans l'appli. j'ai mis 450 N) - Longueurs 685 mm et 295 mm soit course = 390 mm - Référence : W10RCB

Cordialement

[Fredgnx]

Bonjour mecano41,

C'est vraiment sympa de m'aider, merci beaucoup.

En ce qui concerne le poid de la trappe, je l'avais mesuré en position presque fermée, en utilisant un bois et une balance a l'opposé de l'axe de rotation. Je referai la mesure demain avec et sans vérins si possible.

Que veut tu dire "si toutes les cotes et le poids sont bons, permettrait presque de lever la trappe en mettant les ressorts à Fo=0." Le moteur ne forcerait quasiment plus?

Je regarde cela de plus près demain. Je pourrais refaire des bras lundi ou mardi.


Merci beaucoup

[mécano41]

...En ce qui concerne le poids de la trappe, je l'avais mesuré en position presque fermée, en utilisant un bois et une balance a l'opposé de l'axe de rotation. Je referai la mesure demain avec et sans vérins si possible.

Question peut-être idiote, mais je la pose quand même : la valeur que tu as trouvée sur ta balance, prise à l'opposé de l'axe, tu l'as bien multipliée par deux avant de nous la communiquer? (car, en fait, tu n'as mesuré que la moitié environ, supportée par la balance...l'autre moitié étant supportée par l'articulation)

Que veut tu dire "si toutes les cotes et le poids sont bons, permettrait presque de lever la trappe en mettant les ressorts à Fo=0." Le moteur ne forcerait quasiment plus?

Non, je veux dire qu'avec les cotes indiquées et sans les ressorts, le couple maxi nécessaire (185 N.m vers 38°) serait à peine supérieur au couple maxi du moteur...mais celui-ci est -il réellement de 180 N.m??? ...c'est à dire : le moteur lève-t-il une masse de 28 kg (3 packs d'eau!) au bout du bras actuel de 650 mm placé à l'horizontale au départ?

Cordialement

[mécano41]

J'ai eu un doute et je viens de revérifier mes calculs. Il y a une erreur dans les deux dernières colonnes du tableau.

Résultat : c'est malheureusement moins favorable que je le pensais dans mes messages précédents...Désolé pour cette erreur!

Voici l'appli. corrigée.

Un point que je n'avais pas souligné : en fin de fermeture, la trappe doit certainement venir en butée. Est-que c'est la sécurité dont tu as parlé (et que je t'ai conseillé de ne pas court-circuiter) qui peut faire son office ici pour ne pas griller le moteur ni casser la mécanique? (je suppose que pour un portail ce doit être pareil)

Cordialement