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« Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux » : différence entre les versions

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Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux (voir la source)

Version du 25 septembre 2024 à 18:55

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Atelier de conception d'un pizza-rack pour transport d'objets volumineux dans le cadre de l'événement [[VéloMix]].
Atelier de conception d'un pizza-rack pour transport d'objets volumineux dans le cadre de l'événement [[VéloMix]].[[Fichier:Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux.png|vignette|Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux|130x130px]]


== Résumé du projet ==
== Résumé du projet ==
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- adaptable sur le maximum de vélos différents,  
- adaptable sur le maximum de vélos différents,  
 
[[Fichier:Pizza rack .jpg|vignette|Pizza-rack]]
- issu de la réutilisation de cadres de vélos non-roulants,
- issu de la réutilisation de cadres de vélos non-roulants,


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Notre équipe (Boris, Fabrice, Malo, Sarah, Titouan) disposait pour cela de deux journées au FabLab d'IMT Atlantique.
Notre équipe (Boris, Fabrice, Malo, Sarah, Titouan) disposait pour cela de deux journées au FabLab d'IMT Atlantique.


== Qu'est-ce que le pizza-rack ? ==
== Qu'est-ce qu'un pizza-rack ? ==
[[Fichier:Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux.png|vignette|Conception d’un pizza rack pour transport d’objets volumineux]]Le pizza-rack est un porte bagage prévu pour les vélos qui est fixé à l'avant du cadre. Comme son nom l'indique, sa plateforme est plate et permet d'accueillir des pizzas, ou des objets volumineux et plats.
Un pizza-rack est un porte-bagage fixé à l'avant d'un vélo. Comme son nom l'indique, sa plateforme plate permet de transporter des pizzas, ou des objets volumineux.


==== Le pizza-rack de Vélomix ====
== Conception ==
Dans ce paragraphe, nous utilisons des termes spécifiques à la géométrie d'un vélo ; ils sont expliqués sur la page Wikipédia [https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9om%C3%A9trie_d%27une_bicyclette_ou_d%27une_moto Géométrie d'une bicyclette ou d'une moto].


==== Plan global ====
Nous avons réalisé le schéma de principe suivant. Le pizza-rack sera fixé en trois points :
[[Fichier:Plan velomix.jpg|vignette|Plan du rack à pizza]]


Les vélos ont des formes et des tailles différentes. Nous devons donc être vigilants à ces deux paramètres :
* à la fourche à l'aide d'une patte de fixation en utilisant le perçage du Té de fourche ;
* à gauche sur l'axe du moyeu de la roue avant ;
* à droite sur l'axe du moyeu de la roue avant.
[[Fichier:Schéma du pizza rack.jpg|centré|vignette]]


- l'angle des renforts sur la plateforme [https://fr.wikipedia.org/wiki/G%C3%A9om%C3%A9trie_d%27une_bicyclette_ou_d%27une_moto doit être adapté selon la géométrie de la fourche] (la chasse, l'angle de douille de direction, cintrage de la fourche),


- la longueur des renforts doit être adaptée en fonction de la longueur des fourreaux de fourche :
Les vélos ont des formes et des tailles différentes. Nous devons donc être vigilants à ce que la forme des renforts du pizza-rack soit adaptée à géométrie de la fourche (la chasse, l'angle de douille de direction, le cintrage des fourreaux de fourche). Notamment, la longueur des renforts doit être adaptée à la longueur des fourreaux de fourche :
{| class="wikitable"
{| class="wikitable"
|+
|+
!Diamètre interne de la jante en mm (ETRTO)
!Diamètre interne de la jante en mm (ETRTO)
!Lecture française (en mm)
!Lecture française (mm)
!Lecture anglaise (en pouces)
!Lecture anglaise (pouces)
!Longueur des fourreaux
!Longueur des fourreaux (mm)
!Distance entre l'axe de fixation sur le moyeu de roue et la plateforme (en mm)
|-
|-
|622
|622
|700
|700
|28<nowiki>'' / 29''</nowiki>
|28<nowiki>'' / 29''</nowiki>
|334 à 375mm
|334 à 375
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|-
|-
|590
|590
|650A
|650A
|26<nowiki>''</nowiki>
|26<nowiki>''</nowiki>
|
|
|
|-
|-
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|650B
|650B
|26<nowiki>'' / 27,5''</nowiki>  
|26<nowiki>'' / 27,5''</nowiki>  
|334 à 354mm
|334 à 354
|
|-
|-
|559
|559
|650
|650
|26<nowiki>''</nowiki>
|26<nowiki>''</nowiki>
|334 à 354mm
|334 à 354
|
|-
|-
|541
|541
|600
|600
|24<nowiki>''</nowiki>
|24<nowiki>''</nowiki>
|303 à 312mm
|303 à 312
|
|}
|}
- la patte de fixation sur la fourche doit être travaillée selon le type de système de freinage.
La patte de fixation sur la fourche doit être adaptée au système de freinage (v-brake, cantilever, étriers, ...).
 
 
Nous décidons que la plateforme aura une surface utile de 400 x 350 mm (Largeur x longueur).
 
[[Fichier:Cote pizza rack.jpg|vignette|gauche]]
 
[[Fichier:Pliage des tubes par enroulage.jpg|vignette|Schéma de pliage des tubes par enroulage]]
 
Ne disposant pas de cintreuse, nous décidons de cintrer les tubes de la plateforme selon le schéma suivant. Nous enroulons le tube à cintrer autour d'un tube de même diamètre qui sera ensuite découpé.
 
 
 
 


====Liste de matériel et outils====
Outils :
*Poste de soudure à l'arc,
*meuleuse,
*limes,
*étau,
*EPI liés au travail du métal.




Matériel :


*Cadres de vélos  de récupération
*2 plats en acier,
*Baguettes à souder,
*Vernis de finition type Rustol.


====Etapes de fabrication====
== Liste des outils nécessaires ==
*Poste de soudage à l'arc avec baguettes (ici nous avons utilisé des baguettes de diamètre 1.6mm, adaptées à l'acier) ;
*Brosse métallique et marteau à piquer pour soudage ;
*Meuleuse avec disque de coupe pour métal, disque abrasif, et disque à découper ;
*Pointe à tracer et marqueur ;
*Réglet, équerre et mètre ;
*Limes plate et queue de rat ;
*Étau, serre-joints, pinces-étau ;
*Équipements de protection pour le travail du métal :
**gants ;
**lunettes ;
**casque anti-bruit ;
**masque respiratoire ;
*Équipements de protection pour le travail du métal :
**gants en cuir ;
**tablier en cuir ;
**casque de soudure ;
**masque respiratoire.
Pour travailler le métal, n'utiliser que des vêtements 100% coton.


=====Fabrication de la plateforme =====
== Liste du matériel nécessaire ==
Le cadre fait 400mm sur 400mm.
*2 cadres de vélos non roulants, issus du réemploi. Nous utilisons ici spécifiquement des cadres en acier à double tube horizontal. Ces tubes sont de diamètre extérieur 13mm pour des longueurs d'environ 800mm. Nous utilisons également les haubans des ces cadres, au diamètre extérieur 12mm.
[[Fichier:Découpe cadre vélo.jpg|vignette|Découpe cadre vélo]]
*2 pattes de fourche de VTT.
- Découper sur les vieux cadres des tubes de même diamètre. Ici nous avons du diamètre 13mm


-  Prendre un tube de longueur 800mm et ⌀ 13mm pour le cadre du rack.
== Étapes de fabrication ==
[[Fichier:Découpe cadre vélo.jpg|vignette|Découpe du cadre d'un vélo|242x242px]]
=== Fabrication de la plateforme ===
Découper sur les cadres pour isoler les tubes de diamètre 13mm. Attention à couper au plus près des intersections pour garder le maximum de longueur.


- Marquer l'axe des tubes sur toute la longueur et de chaque côtés
Sur un autre tube de diamètre 13mm, couper 4 longueurs de 20mm qui serviront pour le cintrage.
[[Fichier:Velomix PizzaRack tracage tube 1.jpg|néant|vignette|Marquage d'une génératrice à la surface des tubes : positionnement des tubes.]]
Pour tracer une génératrice à la surface des tubes découpés, nous devons les positionner côte à côte sur une table et les fixer à l'aide de pinces-étau.
[[Fichier:Velomix Pizzarack tracage2.jpg|néant|vignette|Marquage d'une génératrice à la surface des tubes : traçage.]]
À l'aide d'un réglet ou d'un plat en métal rectiligne, marquer simultanément une génératrice sur chaque tube, sur toute leur longueur.


- Sur un autre tube, coupez à la meuleuse des longueurs de tubes de 20mm sur ⌀13 mm pour le cintrage.
[[Fichier:Cote tube pour pliage.jpg|vignette|268x268px|Marquage des tubes pour découpe d'un ovale.]]
[[Fichier:Cintrage tube.jpg|vignette|Découpe du tube pour le cintrage]]
- Pour le cintrage le choix s'est porté sur un pliage à l'aide d'un deuxième tube ; pour une question d'esthétique, de praticité (pas besoin de plieuse) et de solidité.


* Tracer sur le tube principal (800mm) vos axes de pliages : 3 sections dans cet ordre 200mm, 400mm, 200mm
Sur un tube de 800mm, tracer les axes des cintrages :  


*Pour un tube de ⌀13mm : le périmètre du tube est de 40 mm (π  x 13mm) ; le tube sera enroulé au 3/4.
*pour un tube de ⌀13mm , le périmètre du tube est d'environ 40 mm (π  x 13mm) ; le tube sera enroulé au 3/4.
*Tracer un  ovale au départ de chacun des centres : 20mm vers l'extérieur du tube ; 10mm vers l'intérieur. Le plat de l'ovale doit faire 10mm au dessus et en dessous pour que le tube puisse s'enrouler.
*tracer un  ovale au départ de chacun des centres : 20mm vers l'extérieur du tube ; 10mm vers l'intérieur.
*Couper les ovales à l'aide d'une meuleuse, finissez à l'aide d'une lime queue de rat.
*Couper les ovales à l'aide d'une meuleuse, finissez à l'aide d'une lime queue de rat.
* Répétez cette opération pour obtenir les deux cotés de votre plateforme.
Répétez cette opération pour obtenir les deux cotés de la plateforme.[[Fichier:Cintrage tube.jpg|vignette|Découpe du tube pour le cintrage|néant]]
*Une fois vos quatre ovales creusés : placer vos tubes de 20mm de longueur dans vos ovales, serrez à l'aide d'une pince étau et enroulez votre tube principal pour obtenir un angle à 90°.  
 
[[Fichier:Soudure cadre.jpg|vignette|Soudure du cadre |230x230px]]Une fois vos quatre ovales creusés, placer les tubes de 20mm de longueur dans les ovales, maintenir en position à l'aide d'une pince étau et enrouler le tube principal jusqu'à obtenir un angle de 90°. Vérifier l'angle à l'aide d'une équerre.
 
 


*A l'aide d'un poste à souder, solidifiez l'ensemble avec des points de soudures.
*A l'aide d'un poste à souder, solidifiez l'ensemble avec des points de soudures.
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*Réalisez l'ensemble du cadre
*Réalisez l'ensemble du cadre
[[Fichier:Soudure cadre.jpg|vignette|Soudure du cadre ]]
*Couper les excédent du tube de cintrage




Afin d'assurer un maintien optimal de la charge, il est ajouté deux barres de  ⌀13 mm à l'intérieur du cadre. Gruger ces 2 tubes aux 2 extrémités avec l'aide d'un patron.  
 
[[Fichier:Gruge tube.jpg|vignette|Tube grugé]]
Afin d'assurer un maintien optimal de la charge, il est ajouté deux barres de  ⌀13 mm à l'intérieur du cadre. Gruger ces 2 tubes aux 2 extrémités avec l'aide d'un patron et fixez-les avec un cordon au poste à souder.
''schéma du patron''
 
[[Fichier:Gruge.jpg|gauche|vignette|Tube grugé]]
'''Les renforts :'''
[[Fichier:Cadre du pizza rack.jpg|centré|vignette|Cadre du pizza-rack]]
*Récupérer les deux pates d'une fourches à l'aide d'une meuleuse.
 
 
=== Fabrication des renforts ===
*Récupérer les deux pattes d'une fourches à l'aide d'une meuleuse.
*A l'aide d'un disque à ailette, enlevez les résidus de soudure des tubes du cadre sur les pattes.
*A l'aide d'un disque à ailette, enlevez les résidus de soudure des tubes du cadre sur les pattes.
*Enlevez l'œillet et façonnez votre pièce.
*Enlevez l'œillet et façonnez votre pièce.
[[Fichier:VeloMix pizzarack renforts.jpg|vignette|Ajustement des tubes de renforts sur un pizza rack mis en position.|322x322px]]
* Couper 4 tubes de même longueur (la longueur des tubes dépend de la longueur des fourreaux, du déport de fourche et du déport au sol)
* Gruger une extrémité des chacun des quatre tubes.
* Placer les pattes des fixation dans vos axe de roues, positionner les 4 tubes dans les pattes (coté non grugé sur les pattes) et placer votre plateforme à l'aide d'un serre-joint.
* Marquer la position des 4 gruges sur le support.
* Démonter l'ensemble
* Immobiliser les tubes et les pattes de cadre
* Fixer l'ensemble avec un cordon au poste à souder.
[[Fichier:Fixation pizza rack pour soudure.jpg|gauche|vignette|Fixation des tubes grugés pour soudure]]




====Fixation de la structure sur la fourche :====
====Fixation de la structure sur la fourche :====
Pour retenir le pizza-rack il est décidé de façonner une pièce à l'aide d'un plat de métal.
* Pour éviter une trop grosse contrainte sur la vis de fixation d'étrier de frein, il est décidé de créer un angle à 90° et de fixer la pièce en butée contre la fourche.
* L'arrondi de la pièce doit être adapté selon le système le freinage.
* Meuler un plat de métal d'environ 200mm L x 20mm  l x 5mm E
* Façonner votre plat pour lui donner un angle de 90° et un retour d'environ 20mm
* Façonner l'autre extrémité pour lui donner l'arrondi souhaité
* Positionner plat sur pizza rack et le vélo et marquer vos emplacements de perçage :
** Dans l'axe du perçage sur le Té de fourche au niveau du retour
** Au centre du tube du pizza-rack
* Percer le plat de métal et le rack.
* Fixer votre pièce au cadre du pizza-rack à l'aide d'une vis et d'un écrou
* Fixer votre pièce à l'arrière de votre fourche
** Sur un système de frein type Caliper (etrier à tirage latéral) la pièce vient se fixer sur la vis de l'étrier de frein (Attention à avoir la longueur suffisante)
** Sur d'autres système de frein (V-Brake, Cantilever) fixer la pièce à l'aide d'une vis et d'un écrou 
=== Remarques : ===
* Le brasage semble plus adapté que la soudure à l'arc pour ce type de projet
* La pièce de fixation du rack sur la fourche n'a pas pu être réalisé par manque de temps
* Le projet n'est pas adapté pour des axes traversants
* En cas de déport au sol et déport de fourche peu important, la position des tubes de renfort fixé à l'axe de la roue doit être réfléchi pour supporter le maximum de contrainte.
* Selon l'étrier de frein il peut être nécessaire de fixer un tube supplémentaire grugé à la perpendiculaire des tubes à l'intérieur du cadre du pizza-rack pour assembler la pièce de fixation du rack sur la fourche
* Sur un freinage type Caliper (étrier à tirage latéral ) si la vis de fixation d'étrier de frein sur la fourche est courte, il peut-être nécessaire de changer l'étrier pour avoir une longueur suffisante pour fixer votre pièce.
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<br />
Malodos
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