1. presentation generale du produit

Motorisation d’aiguillage AMF
STS C.I.M. 2006 - Morteau
1. PRESENTATION GENERALE DU PRODUIT
1.1 Mise en situation :
Jouer au petit train est une passion qui anime un grand nombre de personnes, jeunes et moins
jeunes. Ces passionés réalisent souvent des réseaux ferrés miniatures complexes. La recherche
d’une similitude avec les réseaux grandeur nature est pour eux, un souci constant.
L’aiguillage AMF contribue à réaliser cette similitude.
1.2 Le produit et son marché :
Actuellement, il existe sur le marché plusieurs types d’aiguillages :
a. Les aiguillages à mouvement manuel,
b. Les aiguillages à mouvement motorisé par électroimant ou par servomécanisme,
c. L’aiguillage AMF à l’état de prototype, et vendu sous forme de kit.
a. Photo extraite du site www.peco.com
1.3 Enoncé du besoin :
b. aiguillage motorisé Jouef
c. Photo extraite du site www.ptitrain.com
A qui rend-il service ?
Sur quoi agit-il ?
P’titrainiste
Réseau ferré
miniature
Motorisation d’aiguillage
AMF
Dans quel but ?
1.4 Validation du besoin :
Créer une motorisation d’aiguillage de train miniature
dont le mouvement est similaire à la réalité.
Pourquoi le besoin existe-t-il ?
• Parce que la passion des petits trains anime certaines personnes.
• Parce que les réseaux férrés compliqués nécessitent des aiguillages motorisés.
Pour qui ou pour quoi le besoin existe-t-il ?
• Pour les adaptes des petits trains.
• Pour créer un mouvement ressemblant à l’aiguillage grandeur nature.
• Pour automatiser les réseaux ferrés compliqués.
Quels sont les risques d'évolution ou de disparition ?
• Disparition de la passion des petits trains : Improbable dans un avenir proche
• Evolution par la création de produits similaires intégrés.
Le besoin est validé pour une durée de deux ans.
Dossier de Conception Préliminaire Produit
DCPP-Aiguillage-V2.doc
Page 1
Motorisation d’aiguillage AMF
STS C.I.M. 2006 - Morteau
2. EXPRESSION FONCTIONNELLE DU BESOIN
2.1 Enoncé des fonctions de service :
P’titrainiste
Aiguillage
FP1
FC2
Motorisation
d’aiguillage AMF
Commande
du réseau
FC3
Plateau du
réseau ferré
FC1
Energie
FP1 : Permettre au p’titrainiste de déplacer automatiquement l’aiguillage
FC1 : S’adapter à l’énergie disponible
FC2 : Recevoir les commandes de déplacement
FC3 : S’adapter au plateau du réseau ferré
2.2 Caractérisation des fonctions de services.
FP1 : Permettre au p’titrainiste de déplacer automatiquement l’aiguillage
Critères
Niveaux de critères
Flexibilités
Dimensions des aiguillages
Standard HO (16,5 mm entre rails) F0
Marques d’aiguillage commandés
Peco, Fleischmann, Roco, Jouef
F0
Type d’aiguillage
Gauche ou droite
F0
Alimentation du cœur d’aiguillage
Module additionnel en option
F0
Temps du changement de voie
2 secondes
maximum
Bruit lors du changement de voie
15 Décibels
maximum
FC1 : S’adapter à l’énergie disponible
Critères
Niveaux de critères
Flexibilités
Type d’énergie
Electrique
F0
Tension d’alimentation
12 V continu
Maxi
FC2 : Recevoir les commandes de déplacement
Critères
Niveaux de critères
Flexibilités
Type d’informations
Electriques
F0
Tension de commande
3,4 V continu
De 1,5V à 5V
Dossier de Conception Préliminaire Produit
DCPP-Aiguillage-V2.doc
Page 2
Motorisation d’aiguillage AMF
STS C.I.M. 2006 - Morteau
FC3 : S’adapter au plateau du réseau ferré
Critères
Niveaux de critères
Flexibilités
Epaisseur du plateau
Position de la motorisation par
rapport au réseau ferré
Encombrement avec ou sans
module « alimentation de cœur
d’aiguillage »
Mode de fixation
20 mm
Sous le plateau, à l’aplomb de
l’aiguillage
Epaisseur libre
Surface projetée inférieure à
l’aiguillage : 35 mm x 140 mm
2 vis à bois
maximum
Signification des classes de flexibilité :
F0
F2
impératif ;
négociable ;
F1
F3
F0
maximum
F2
peu négociable ;
très négociable.
3. DEMANDE DE L’UTILISATEUR
M. Hervé Monney a acheté pour son compte personnel, un prototype d’aiguillage motorisé grâce
à deux fils à mémoire de forme. Ce prototype existe sous forme de kit pour la motorisation
d’aiguillages existants.
M. Hervé Monney a sollicité le lycée Edgar Faure de Morteau, et plus particulièrement la section
de TS CIM pour industrialiser ce prototype afin d’envisager une industrialisation, non plus sous
forme de kit, mais comme un module à installer directement sur le réseau ferré.
4. PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT
La motorisation d’aiguillage AMF est un actionneur bistable qui pilote de manière réaliste les
aiguilles d’un aiguillage. Il utilise deux fils à mémoire de forme (AMF). Chaque fil a une de ses
extrémité reliée à une borne fixe. L’autre extrémité est reliée à un palonnier qui peut pivoter. La
rotation du palonnier provoque le déplacement des aiguilles par l’intermédiaire d’une tringlerie.
Quand le fil à mémoire de forme est chauffé, il se rétracte, provoquant ainsi le déplacement en
rotation du palonnier. Le fil qui n’est pas chauffé est maintenu en tension par un ressort épingle.
Dossier de Conception Préliminaire Produit
DCPP-Aiguillage-V2.doc
Page 3
Motorisation d’aiguillage AMF
STS C.I.M. 2006 - Morteau
5. ARCHITECTURE DE L’APPAREIL
Vue en coupe du montage :
Rail
Ballast
Plateau
Boîtier
Bornier
Fil à mémoire
de forme
Palonnier
Axe de commande
de l’aiguille
L’axe de commande possède une sortie de chaque coté pour piloter, soit un aiguillage
droit, soit un aiguillage gauche.
Le bornier devra permettre une connexion rapide et aisée des fils d’alimentation et de
commande.
6. OBJECTIF ET LIMITES DE L’ETUDE D’INDUSTRIALISATION
A partir du kit fourni par M. Hervé Monney, il est demandé au groupe d’étudiants en charge de ce
projet :
− d’étudier la conception du prototype,
− de comprendre le principe de fonctionnement,
− de valider le dimensionnement (cinématique, ressorts, fils à mémoire de forme),
− d’industrialiser le palonnier et son articulation,
− de miniaturiser le circuit électronique,
− d’intégrer l’ensemble dans un boîtier qui sera situé sous l’aiguillage.
Il est demandé également de réaliser un descriptif des tâches individuelles pour chaque étudiant.
Dossier de Conception Préliminaire Produit
DCPP-Aiguillage-V2.doc
Page 4