Porte coulissante
Mise en situation
Certains monospaces possèdent deux Portes Latérales Coulissantes (notées par la suite PLC) équipées d’un système électromécanique d’ouverture et fermeture automatique. Chaque porte coulissante est guidée par des rails fixés sur la carrosserie du véhicule.
Le système étudié permet d’entraîner la PLC au niveau du rail de guidage central, au moyen d’un chariot mobile mis en mouvement par traction de deux câbles (avant et arrière), guidés par un système de galets et enroulés autour d’un tambour dont la rotation est obtenue via un motoréducteur. C’est donc l’enroulement des câbles autour du tambour qui permet de déplacer la porte.
Schéma cinématique
- 0 : bâti du mécanisme
- 1 : moteur à courant continu
- 2 : vis sans fin
- 3 : roue dentée
- 4 : réducteur (train épicycloïdal)
- 5 : embrayage électrique
- 6 : roue d’entraînement
- 7 : roue dentée
- 8 : tambour d’enroulement
- 9 : câble arrière
- 10 : câble avant
- 11 : galet de renvoi
- 12 : capteur optique du codeur incrémental
- 13 : disque du codeur incrémental
- 14 : chariot mobile et PLC
Remarque : sur ce schéma, le disque du codeur tourne dans le sens trigonométrique, et le moteur dans le sens horaire, ce qui correspond à l’ouverture de la porte.
Le moteur électrique à courant continu 1 assure le mouvement de fermeture et d’ouverture de la porte par inversion de la tension de l’alimentation électrique à ses bornes. L’axe moteur est lié à une vis sans fin 2 entraînant une roue 3 permettant d’obtenir un premier étage de réduction.
L’embrayage 5 (constitué d’un électroaimant qui attire et entraîne par frottement un plateau) permet de rendre solidaire la roue 3 et le pignon d’entrée 4a (planétaire d’entrée) seulement pendant l’ouverture et la fermeture. Dans les positions extrêmes et en cas d’anomalie, il n’assure plus la transmission du mouvement.
La sortie du train épicycloïdal (roue d’entraînement 6) engrène avec la roue dentée (7) liée au tambour d’enroulement des câbles 8.
La tension des câbles d’entraînement 9 et 10 est maintenue par les systèmes de galets tendeurs 15.
Données
Réducteur
- Roue 3 et vis sans fin 2 : \(Z_2 = 1\) \(Z_3 = 65\)
- Train épicycloïdal 4 (monté en multiplicateur de vitesse) : \(r_{épi}=\frac{\omega_6}{\omega_3}=\frac{52}{38}\)
- Engrenage 6 et 7 : \(Z_6 = 38\) et \( Z_7 = 72\)
Tambour et câbles
- Diamètre du tambour : \(\phi_8 = 120\;\text{mm}\)
- Course de la porte : \(C=780\;\text{mm}\)
Gestion du déplacement des PLC
L’objet de cette étude consiste, dans un premier temps à valider le principe de détection de la position, de la vitesse de déplacement et du sens de déplacement de la porte à l’aide d’un seul et même capteur.
Le capteur utilisé est un codeur incrémental :
L’ensemble capteur optique (photoélectrique) et disque ajouré permet de connaître la position, la vitesse et le sens de déplacement d’une PLC.
Le disque ajouré est un disque en matière plastique dont la périphérie est percée de fenêtres (trous) également espacées entre elles.
Lorsque le disque tourne, ses fenêtres défilent devant les deux cellules A et B du capteur. Celui-ci délivre alors deux trains d’impulsions périodiques (un sur la sortie A, l’autre sur la sortie B), décalés l’un par rapport à l’autre. Nombre d’impulsions par tour : \(r_c=40\)
La tension de sortie est égale à 5V lorsque la cellule est face à une fenêtre.
Comment détecter que la porte est ouverte ?
Entre deux impulsions successives délivrées par le codeur (voie A), le disque a tourné d’un angle \(\theta_{13/0}\).
Comment détecter un obstacle (fonction anti-pincement) ?
Lors d’une phase d’ouverture ou de fermeture, la présence d’un obstacle entraîne la diminution rapide de la vitesse de déplacement de la porte.
Comment connaître le sens de déplacement de la porte ?
Lorsqu’un obstacle est détecté, le MDC doit agir différemment selon le sens de déplacement de la porte.
