Le char à voile
Dossier technique
Sommaire3. Nomenclature4. Dessin d'ensemble sans repères5. Dessin d'ensemble avec repères
Dessins de définition :
6. baquet7. demi-fourche8. poutre centrale9. roue avant10.roue arrière11.bôme12.mat13.bloc roue arrière14.voile
Gammes de fabrication :
15.baquet16.demi-fourche 1/217.demi-fourche 2/218.poutre centrale19.voile20.roues
Gammes de montage
21.gamme de montage 1/322.gamme de montage 2/323.gamme de montage 3/3
24.Analyse de l'objet p125.Analyse de l'objet p2
26.Histoire du char à voile27.Fonctionnent du char à voile28.Les matériaux – exercice29.Les matériaux – corrigé30.Les matériaux – fiche ressource
20 1 Rondelle plate Acier Ø 4 mm
19 2 Adhésif double face Largeur 13 mm
18 1 Piton Acier
17 1 Bloc roue arrière Tube PMMA - Ø extérieur 8mm
16 2 Clip de blocage Ø 3 à 5 mm
15 1 Demi-fourche PVC expansé 3 mm rouge
14 1 Roue avant PVC expansé 5 mm jaune Ø 40 mm
13 2 Roue arrière PVC expansé 5 mm jaune Ø 45 mm
12 3 Bandage de roue Caoutchouc largeur 4 mm
11 1 Rotule de bôme Caoutchouc
10 1 Embout de bôme Caoutchouc
9 1 Embout de mat Caoutchouc
8 1 Ecoute Polyamide Ø 2 - L = 250 mm
7 1 Baquet PVC expansé 3 mm jaune
6 1 Vis tête cylindrique Acier ISO 1580-M4 x 10
5 1 Axe arrière Aluminium Ø 4 - L = 258
4 1 Voile polypropylène - 425 x 225
3 1 Bôme Bois Ø 4 - L = 258
2 1 Mât Bois Ø 4 - L = 500
1 1 Poutre centrale Tasseau en bois 13x13 - L = 320
REP. Nb Designation Observations
A4Char à voileNomenclature 25-02-2006
char à voile A4 13/03/2006
char à voile A4 13/03/2006
1
4
9
1
14
6 15
8
10
16
18 3
5 12
13
7
19
11
90
50
140º
16 40
Rep. Nb Désignation Matière Observations
A4Char à voile
Avant pliage
Après pliage
ECH. 1:1
7 1 Baquet PVC expansé 3mm 90 x 40
12
3
40
Gamme de fabrication baquet du char à voile A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
10
Débit - sciage Découper des rectangles de 90 mm
Travail en butée
Scie circulaire Réglet équerre
20
Débit - sciage Découper des rectangles de 40 mm de large
Travail en butée
Scie circulaire Réglet équerre
30
35
Cisaillage des deux pentes Travail en butée : placer la pièce contre la butée et la cale et effectuer un cisaillage
Puis retourner la pièce et effectuer le deuxième cisaillage
Cisaille cale Butée Réglet
Pièce obtenue :
40
Thermopliage -Poser et coller une cale à 40 mm du fil chauffant
-Préparer le gabarit (angle à 140°)
-Poser la pièce contre la cale
-Chauffer 30 secondes
-Mettre la pièce dans le gabarit et tenir appuyé jusqu'à refroidissement
Thermoplieuse cale adhésif double-face gabarit 140° Gant réglet Rapporteur
Pièce obtenue :
13/03/2006
90
cale (à 40 mm du fil chauffant)
pièce
fil chauffant
thermoplieuse
40
butée
cale
pièce
Gamme de fabrication Demi fourche du Char à voile A4
13/03/2006
N° Opération schéma Remarques-Outils
10 Débit - sciage
Découper des rectangles de 55 mm
Travail en butée
Scie circulaire Réglet Équerre
20 Débit - sciage
Découper des rectangles de 30 mm de large
Travail en butée
Scie circulaire Réglet Équerre
30 Perçage
Insérer la pièce dans le montage d’usinage et la maintenir à l’aide d’une bride
Perceuse
Foret Ø 4
Montage d’usinage
Bride
40
45
Cisaillage des deux pentes
Travail en butée
-Effectuer un cisaillage
-Retourner la pièce et effectuer le deuxième cisaillage
Cisaille Cale Butée Réglet
Pièce obtenue :
55
30
6 4
==
cisaille
butée
calepièce
1/2
Gamme de fabrication Demi fourche du Char à voile A4
13/03/2006
N° Opération schéma Remarques-Outils
50 Thermopliage
Poser une cale à 15 mm du fil chauffant
Préparer le gabarit (angle à 90°)
Poser la pièce contre la cale
Chauffer 30 secondes
Mettre la pièce dans le gabarit et tenir appuyé jusqu'à refroidissement
Thermoplieuse cale Scotch Double-face gabarit 90° Gant réglet Rapporteur
pièce
fil chauffant
cale (à 15 mm du fil chauffant)
2/2
Gamme de fabrication Poutre du char à voile A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
10
Débit - sciage Découper des rectangles de 330 mm de long
Travail en butée
Scie circulaire Réglet
20
Sciage Sciage à 60°
Travail en butée
Scie circulaire rapporteur cale
30
Perçage Ø 8
Perçage du trou permettant de loger le bloc roue arrière
Placer la pièce dans l'étau, le côté opposé au plan incliné dans le prolongement du bord de l'étau. Serrer le pièce dans l'étau et percer
Perceuse à colonne Foret Ø 8 brides + étau Lunettes de protection
40
Perçage Ø 4
Perçage du trou permettant de loger le mât (à 34 mm de l'extrémité de la pièce)
Insérer la pièce dans l'étau, en appui contre la cale et le fond de l'étau Serrer la pièce dans l'étau. Percer
Perceuse à colonne Foret Ø 4 brides + étau Lunettes de protection
mors de l'étau
ta ble de la perceus e
étau bridé Sens et position de la pièce - faire
vérifier par le professeur
Foret
Cale
Plan incliné
Fond d'étau
330
Table de lascie circulaire
poutre
cale
Gamme de fabrication Voile du char à voile A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
10
Traçage Poser le gabarit sur le rectangle de matière plastique (brut de la voile)
Tracer les contours de la voile
gabarit stylo ou feutre
Travailler à 2 : - un élève maintient le gabarit en place - l'autre trace les contours.
20
Découpe Découper la voile suivant le tracé
ciseaux
30
Pose de l'adhésif Placer la voile sur le gabarit.
Placer les deux bandes sur la voile, en limite d'ourlet
Gabarit ciseaux deux bandes d'adhésif double face de longueur : - 420 mm et - 215 mm
Travailler à 2
40
Façonnage des ourlets Enlever la pellicule protectrice de l'adhésif
Replier les ourlets sur l'adhésif double face, ourlet en bordure du double face.
Travailler à 2
gabarit
Bord du gabarit au
bord de longueur du
brut de la voile
Travail soigné avec des ciseaux qui
coupent…
Limites d'ourlet
Limites d'ourlet
Travailler à plat pour éviter les plis
Brut de la voile
Gamme de fabrication roues A4
N° Opération Remarques - Outils
10 Débit - sciage
Débit du brut
Dimensions du brut - roues arrières : 249 x 199 - roue avant : 245 x 195
Ces dimensions permettent de réaliser 20 roues Scie circulaire
20 Perçage
Percer le trou de Ø 4 (outil 1)
Machine à commande numérique fraise Ø2 papier collant double face Mettre suffisamment de papier collant (bandes espacées de 5mm) pour éviter que les pièces ne sautent pendant l’usinage. Ordinateur logiciel de FAO
30 Fraisage
Fraiser le contour des roues (outil 2)
Machine à commande numérique fraise Ø2 papier collant double face Ordinateur logiciel de FAO aspirateur
Paramétrages de l’outil 2
Brut
Usinage avec l’outil 2
Usinage avec l’outil 1
Gamme de montage A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
10
Mise en place du mât dans la voile (éléments 2 et 4)
Laisser 15 mm en haut du mât
Mât fragile
20
Mise en place de la rotule dans le mât (élément 11)
Orienter la rotule comme le dessin l’indique
30
35
Mise en place de la bôme dans la voile (élément 3)
Mise en place de la bôme dans la rotule
50 Mise en place de l’écoute dans l’embout (élément 8)
Enfiler l’écoute dans la fente de l’embout de bôme
40
45
Mise en place de l’embout de mât (élément 9)
Mise en place de l’embout de bôme (élément 10)
13/03/2006
4
2
11
3
9
10
8
1/3
+
Gamme de montage A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
60
Mise en place du bloc roue arrière dans la poutre (éléments 1 et 17)
Marteau cale Insérer "en force" le bloc roue arrière . Protéger la poutre en intercalant une cale entre le marteau et le bloc roue arrière.
70
Mise en place du baquet sur la poutre (élément 7) Faire un point de repère à 90 (à l'opposé du perçage oblique de Ø4). Mettre un filet de colle sous le baquet (au milieu de la zone carré). Poser et appuyer Laisser sécher
Colle PVC réglet
Repérer correctement la face et la zone de pose du baquet. Contrôle du professeur
80 Mise en place de la demi-fourche sur la poutre (élément 15) Mettre de la colle sur le "nez" de la poutre Poser la demi fourche sur la poutre et appuyer Laisser sécher
Colle PVC
Attendre le séchage complet avant de passer à la phase suivante
90 Mise en place de la roue avant (éléments 14, 6 et 20) Placer la rondelle dans la vis Ajouter la roue Visser le tout dans la demi fourche
Tournevis plat
100
105
Mise en place de l'axe (élément 5)
Blocage de l'axe en translation (éléments 16)
L'axe est enfilé dans le bloc roue arrière
Poser les deux clips de blocage sur l'axe, de part et d'autre de la poutre
13/03/2006 2/ 2/3
90
colle
7
1
17 1
15 colle
14
Gamme de montage A4
N° Opération schéma Remarques-Outils
110
115
Mise en place des roues arrières dans l'axe (2 éléments 13) Poser un point de colle à un des bouts de l'axe
Insérer "en force" une roue arrière Renouveler l'opération pour la deuxième roue
Marteau colle
120
Mise en place de la voile sur la poutre
Insérer l'ensemble "voile+mat+bôme" dans la poutre : la base du mat dans le trou de la poutre
Mât fragile
140 Contrôle final.
Vérification des différentes pièces (position, aspect… )
Test du char à voile
130
135
Mise en place du piton dans la poutre (élément 18) Repérer le milieu (section carré) de la poutre
Placer la pointe du piton sur ce milieu et visser le piton dans la poutre
Insertion de la deuxième extrémité de l'écoute dans le piton
13/03/2006 2/ 3/3
5
colle
13
18
Poutre côté "baquet"
Analyse de l'objet
C'est objet a été réalisé à partir du dossier "le petit char à voile" de POLYDIS. Les
transformations réalisées ont permis de réduire le coût (l'objet revient à un peu moins de 4,50€)
et de simplifier certaines étapes de réalisation.
Modifications apportées par rapport au petit char de POLYDIS
1- L'ensemble poutre centrale (tube carré creux de 12x11 en aluminium) - support roue avant(barre de section carrée 10x10 mm en PVC rigide enfilée dans la poutre) a été remplacé par un
seul élément : un tasseau en bois de section 13x13.
2- Les demi-roues (usinées avec une machine à commande numérique) :
Dessins en couperoue "Polydis" roue "maison"
Les demi-roues usinées puis collées auxquelles on ajoute un pneu (un boudin de caoutchouc collé
avec de la colle cyano) sont remplacées par une roue + bandage de roue (accessoire A4 ou
morceau de chambre à air de vélo)
3- La liaison demi-fourche – poutre : La demi-fourche est simplement collée à la fourche. Cela supprime un perçage et élimine une vis.
4- La liaison roue avant – demi-fourche :
l'ensemble [vis + écrou + rondelle + écrou frein] qui réalise la liaison roue – demi-fourche est
remplacé par un ensemble [vis plus courte + rondelle].
Le système POLYDIS nécessitait un taraudage de la demi-fourche (faite dans un matériau plus
rigide). Cette pièce étant maintenant réalisée en PVC expansé, le taraudage n'est pas utile : lors
de la pose de la vis, le filetage se fait sans problème. L'écrou frein ne semblait pas obligatoire : la
roue "tient" et tourne autour de l'axe de la vis.
Mais les élèves ont tendance à malmener le montage et visser, dévisser la roue. Après plusieurs
démontages intempestifs la roue "ne tient plus"... Il faudrait peut-être revenir à un montage avec
écrou !
5- La liaison axe arrière – poutre : L'axe doit pouvoir tourner sans trop de frottement dans la poutre. Avec un simple trou dans le
bois, l'axe était soumis à des frottements importants et cela clouait au sol le voilier.
Le problème a été résolu en insérant dans la poutre un "bloc roue arrière" réalisé dans un tube
creux en PMMA de diamètre intérieur légèrement plus grand que celui de l'axe. L'axe est
maintenu en translation par 2 clips placés de part et d'autre de la poutre.
Mise en place du bloc dans la poutre. Une insertion trop brutale... et la poutre se fissure.
6- La liaison axe arrière – roues : Le trou des roues n'est pas débouchant et légèrement plus petit que le diamètre de l'axe. L'axe
est monté "en force" dans les roues. L'ensemble roues-axe est solidaire.
Mais les élèves s'amusent à faire tourner les roues autour de l'axe ... Alors elles ne tiennent plus.
Solutions pour résoudre ce problème :
- Poser une goutte de colle cyano dans le logement ou
- Réaliser des roues avec trous débouchants. Les roues seront maintenues transversalement sur
l'axe par des clips.
7- l'écoute – matériau et mise en place :
L'écoute POLYDIS est un cordon élastique maintenu au niveau de chaque roue dans une pièce
compliquée à réaliser : c'est un jonc de Ø10 dans lequel on doit effectuer 2 perçages (le premier
selon l'axe de rotation de la pièce et l'autre perpendiculaire au 1er) puis un taraudage.
L'écoute élastique a été remplacée par une cordelette Ø2 qui passe dans un piton qui a été vissé
au bout de la poutre.
Nom de l'invention
Date :
Par Qui ?
Date :
Par Qui ?
Date :
Par Qui ?
Date :
Par Qui ?
Date :
Par Qui ?
- Va sur le site « http://www.charsavoile.com/histoire.php » puis complète les informations concernant « Date » et « Par qui ? » de l’histogramme ci-dessus. - Ensuite tu peux revenir à ta place puis répondre au ques-tionnaire de la fiche n°2.
N° 1
A quoi sert la voile sur le chariot alors qu’il est poussé par un homme ?
…………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………
Quel est le terrain le plus adapté au char à voile ?Pourquoi ? …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………
Quelle invention met au point Charles de Raunay ? En quoi cela consiste ? …………………………………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………
Décris le principe de fonctionnement du char à voile de Peter Lynn . …………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………
Voici le dessin d’un char à voiles. Peux-tu expliquer le principe de fonctionnement en prenant en compte la force du vent, le sens de déplacement du char, le guidage du char par l’utilisateur et la position de l’utilisa-teur sur le char.
Le vent souffle
Le char se déplace
Principe de fonctionnement : …………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………......................
N° 2
Arnaud de Rosnay ?
Exercice : -Lancer le traitement de texte de StarOffice-A l’aide de la nomenclature, du livre de technologie (pages 37 à 47) et de la fiche d'aide "les matériaux" réaliser un tableaurécapitulant les matériaux utilisés pour la fabrication du petit char à voile- Enregistrer le fichier dans "mes documents"
Modèle : Le petit char à voile
Rep. Désignation Famille dematériaux
Matériau Caractéristiques Recyclage
123
Poutre centraleMâtbôme
Bois et dérivés bois … …
…
Le petit char à voile - Corrigé
Rep. Désignation Famille dematériaux
Matériau Caractéristiques Recyclage
123
poutre centralemâtbôme
Bois et dérivés bois - Léger- résistant aux efforts mécaniques- débit par sciage facile- bon isolant thermique
-Peut être brûlé pour fournir de lachaleur-biodégradable
4 voile Matières plastiques polypropylène - Isolant électrique- peu résistant aux efforts mécaniques- ne résiste pas à la chaleur- transparent- souple
-Non biodégradable-peut être réutilisé dans lafabrication d'autres objets-Brûlé pour fournir de la chaleur (endégageant des gaz polluants)
7131415
baquetroue arrièreroue avantdemi fourche
Matières plastiques PVC expansé - Isolant électrique- peu résistant aux efforts mécaniques- ne résiste pas à la chaleur- coloré
" "
8 écoute Matières plastiques Polyamide " " " "16 clip de blocage Matières plastiques " " " "17 bloc roue arrière Matières plastiques PMMMA - Cassant
- transparent" "
5 axe arrière métaux aluminium - résistant aux efforts mécaniques, bon -conducteur électrique, brillant
-Entièrement recyclable
61820
vis pitonrondelle plate
métaux acier - résistant aux efforts mécaniques, bon -conducteur électrique- brillant - oxydable
-Entièrement recyclable
9101112
embout de mâtembout de bômerotule de bômebandage de roue
Matières plastiques Caoutchouc - Souple- élastique- imperméable- isolant
-Non biodégradable -Brûlé pour fournir de la chaleur (endégageant des gaz polluants)-Peut être incorporé dans lafabrication de différents objets
Fiche ressource -Les matériauxCaractéristiques
- laisse passer le courant (conducteur) – ne laisse pas passer le courant (isolant électrique)- bon isolant thermique, mauvais isolant.- est oxydé par l'oxygène de l'air (rouille) – non oxydable- lourd – léger- dur – mou- rigide – souple, élastique- résistant aux efforts mécaniques – cassant- brillant – mat- coloré - transparent- doux – rugueux au toucher- facile – difficile à percer- facile - difficile à scier- fond facilement (peu résistant à la chaleur)- imperméable …
Recyclage
- biodégradable (décomposé naturellement par des organismes vivants) – non biodégradable- peut être brûlé pour fournir de la chaleur (en dégageant des gaz polluants... ou non)- recyclable (collecté et trié pour être réutilisé)- peut être réutilisé dans la fabrication d'autres applications