Projet Baker-Prax

Bonjour
Je reprend le projet que j'avais entamé l'an dernier
https://velorizontal.1fr1.net/t26229-projet-de-velo-cargo-couche

Pour lui trouver un nom, j'ai choisi de rendre hommage à un génial inventeur Américain, Walter Baker, surnomé le Torpédo kid. Il avait été le premier à utiliser une carrosserie en forme de 1/2 goute d'huile sur son bolide de course...electrique, en 1903!!



On le voit sur cette image en 1903 à Cleveland, s'alignant à coté d'engins beaucoup plus rustique. On dirait qu'il a ramené un engin du futur, façon Marty McFly!



A l'époque il avait déjà une sacrée intuition, voiture au raz du sol, roue flasquée, forme aéro:



Il a pris plus de 120 mph en 1904, malheureusement après plusieurs sorties de route provoquant des morts et des blessés il décide d'arrêter la compétition. A l'époque il devient le premier constructeur américain de voiture électrique.

Toute son histoire ici: TorpedoKid

Le projet de vélo cargo couché s'appelera le projet Baker-Prax, c'est un peu prétentieux mais faut bien trouver un nom! Et ce n'est pas si simple, tous les noms en cargo...quelque choses sont déposés.

Escargot ne doit pas être déposé! je suis déjà sorti, bon courage quand même.

Le nom sonne bien je trouve.  
Bon courage pour la suite.

Voilà, la conception est terminée et j'ai lancé toutes les pièces. Je me concentre d'abord sur la fabrication d'un châssis roulant. Pour l'habillage, je verrai plus tard. Il me manque surtout un capot avant qui englobe les roues. Le dessous et les cotés sont déjà fermés. J'aimerai vous faire une présentation détaillée de la conception mais le temps me manque. Peut-être ce week-end.

En vue éclatée:

Après une année à bosser le sujet et dessiner et redessiner les pièces, voilà ce qu’il en ressort :
Les objectifs de départ, le principe de construction n’ont pas changé, mais l’engin est un peu plus lourd que je l’espérai. Le châssis nu avec 2 moteurs RH212 de 6.5kg , sans batterie et sans carrosserie,  atteint 95kg, avec un poids total en charge de 300kg.
J’ai également vu les limites de ce que je pouvais faire. Au départ je voulais fabriquer un proto puis vendre les plans et quelques engins complets. Mais les besoins sont trop divers, les équipements trop pléthoriques, et il faut vraiment une grande connaissance de ce qui se fait, ce qui est compatible, ou trouver les bons composants, savoir bien les monter et les régler etc…  Bref un vrai savoir-faire de marchand de cycles que je n’ai pas. De plus c’est un vélo qui doit être électrifié, vu le poids et là c’est encore une spécialité. Ce que je sais faire c’est concevoir et fabriquer de façon artisanale des châssis. Autre chose que je ne veux pas faire, c’est monter une usine. J’ai un petit atelier de chaudronnerie de 100m², qui me permet de faire fonctionner mes mains quand elles ont passé trop de temps à dessiner sur SolidWorks. J’y travaille à mon rythme, parfois avec des copains venus profiter de la plieuse et du matériel, et c’est très bien comme ça.
Vue mes limites évoquées ci-dessus, je souhaite quand même que mon projet se développe. Si le proto est encourageant et si j’ai de bons retours, je suis prêt à fournir des châssis en kit au marchand de cycles qui seront capables de les compléter suivant les demandes de leurs clients, ou à des particuliers compétents, avec la liste des fournisseurs pour finir de l’équiper. Mais pas de vélo complet. Le choix des roues peut être discutable, on verra à l’usage et le client pourra choisir la taille qu’il veut entre 17 ‘’, 18’’, 19’’ moto ou  24’’ vélo.
J’ai passé plus de 500h  pour dessiner et calculer ce châssis, malgré ça,  tout peux encore être amélioré, mais à un moment il faut passer aux essais. Quand tout sera bien au point, je souhaite vendre des dossiers de plans (à un prix raisonnable), à d’autre artisans qui pourront en produire autant qu’ils le veulent.  Je préfère qu’il y ait 20 artisans capables d’en fabriquer chacun 10, que de gérer une usine capable d’en produire 200. Et c’est plus sécurisant pour les utilisateurs, ils auront plusieurs fournisseurs pour se dépanner.  Un peu comme l’Arduino, s’il n’avait pas été diffusé, jamais les développeurs ne se le seraient appropriés et auraient greffé autant de fonctionnalités dessus. C’est un peu comme ça que je vois mon châssis. Pour la carrosserie, chaque artisan pourra proposer la sienne.
En gardant bien à l’idée que c’est un utilitaire, tous les composants ont été dimensionnés pour supporter de la charge, sur des routes ou des chemins. Ce qui explique le poids.
Ci-joint une présentation des grandes lignes  :



J'avais fait un powerpoint mais je ne sais pas comment l'insérer.

J'attends vos retours, bon dimanche!

Beau projet

Merci Dan!

Beau projet, mais pour la vente des plans à des fabricant de cycles, cela suppose que l'engin réponde aux normes européennes diverses.

Cela n'est apparemment pas nécessaire dans le cas d'une autoconstruction à usage personnel, comme c'est le cas pour le Vélhiotech: https://vhelio.org/reglementation/

Merci Samural pour les encouragements et pour l'info, j'aime bien le projet Vélhiotech, il répond aux même besoins avec une démarche saine, mais je préfère 4 roues suspendue. Leur plans sont gratuit et c'est très bien, mais ils ont d'autres moyens que moi. Leur engin peut être auto-construit par un bricoleur, mais le mien c'est plus difficile, il faut un tour, une plieuse et un poste à souder alu, rien de sorcier mais il faut les compétences. Si un particulier m'achète les pièces les plus complexe (train avant + train arrière) et termine l'assemblage lui-même avec des composants récupérés , est-ce que l'engin final sera considéré comme auto-construit?
Pour les normes cité sur leur page web, je verrai plus tard après les premiers essais (ça se trouve il faudra que je reprenne tout à zero...). Si je peux me mettre dans les clous je le ferai, mais il me semble que ça va bouger dans ce domaine avec l'émergence des véhicule intermédiaire, donc on verra.

Prax a écrit:

Si un particulier m'achète les pièces les plus complexe (train avant + train arrière) et termine l'assemblage lui-même avec des composants récupérés , est-ce que l'engin final sera considéré comme auto-construit?

Je pense que oui puisque pas mal de composants du Vélhiotech ont été développés spécifiquement et sont à acheter chez des fournisseurs bien définis.

Prax a écrit:

Pour les normes cité sur leur page web, je verrai plus tard après les premiers essais (ça se trouve il faudra que je reprenne tout à zero...). Si je peux me mettre dans les clous je le ferai, mais il me semble que ça va bouger dans ce domaine avec l'émergence des véhicule intermédiaire, donc on verra.

Le problème n'est pas tant de respecter les normes, mais de faire les tests (tests de fatigue, ...), ce qui demande de réaliser des prototypes destinés à être détruits.
Ton engin sera limité à quelle vitesse? 25 ou 45 km/h? Dans le dernier cas, autoconstruction ou pas, tu devras passer par une homologation, et ça c'est très coûteux (10.000 Eur environ) et chose quasi impossible pour un individu ou une petite entreprise. Un allemand qui tente de relancer le Sunrider en version 4 roues / 45 km/h est en train de s'y casser les dents tant la procédure est complexe

Pour la vitesse, c'est normalement 25km/h, sauf si un constructeur décide d'acheter mes châssis ou de les produire lui même et faire homologuer le véhicule complet à 45km/h. C'est cher certes, mais il économise tout le cout de la conception et mise au point. Je vais démarcher les fabricants de voiturette, on ne sait jamais, ou une boite comme Matra, qui a (ou avait) toute les compétences pour ça.
Comme les châssis seront vendu sans moteur, le client fera selon sa conscience: S'il veut être tranquille il met un moteur de 250w avec un gros couple (1 seul moteur d'un coté suffit). S'il est un peu rebelle mais pragmatique, il mettra 2 moteurs de 1000W bridé à 25km/h. S'il pratique la désobéissance civique pour sauver le climat et la biodiversité, et considère que vivre sans risque n'est que survivre, alors il mettra ce qu'il faut pour rouler à 45km/h. Le châssis pourra l'encaisser sans problème, mais ce n'est plus de mon ressort.
C'est pour cela aussi que je veux me limiter à la fabrication des châssis.

J'ai reçu les profils alu de chez M2M alu:
https://www.m2m-alu.com/


Puis débité à longueur:


Cintrage de l'arceau sur une cintreuse à enroulement maison. Je l'ai fabriquée à partir d'un gros plateau diviseur de fraiseuse, ce qui va bien pour la mesure de l'angle de cintrage. C'est du tube alu de 35x2


ça fait quelques vagues à l'intérieur du cintre mais bon...


Tournage des douilles de direction et des entretoises. J'avais un gros stock de roulement de roller (608 - Ø8x22) que je vais pouvoir utiliser pour les levier et renvoi de direction:




J'ai également reçu les supports de frein à disque (alu 2017 ep. 10), les jambes de force avant (alu 2017 ep.25), ainsi que les supports de boitier de pédalier en découpe jet d'eau, (au premier plan sur la photo). Les autres pièces sont réalisés en découpe laser. :

Quelques nouvelles du projet: Je me suis finalement décider à m'inscrire à l’extrême Défi de l'Ademe. Le défi est louable, assez floue, ce qui  peut donner de bonne surprise. Pour ma part, l'inscription à été difficile et j'ai du mal à comprendre comment tout s'articule, je trouve ça bien compliqué, peut-être que les nouvelles génération sont plus à l'aise avec ce genre de méthode de travail . Il fallait être 3 pour monter une équipe, j'ai demandé à Arnaud Sivert, qui a gentiment accepté de me donner un coup de main pour la partie électrique et à Stéphane Valdant, un designer auto/moto pour améliorer l’aspect général... si j'ai des fonds qui tombent. Il est promis jusqu'à 10 000 € par équipe, mais pour les avoirs il faut justifier des dépenses pour un montant du triple (la subvention peut couvrir 1/3 des dépenses justifiées). ça pousse un peu au crime, pour une subvention qu'on est pas sur d'avoir du tout, donc prudence.

Sinon les tôles sont passée par la plieuse:






Fabrication du boitier de pédalier à partir des brut découpé au jet d'eau:



Tournage des portés:



Ensemble monté sur un tube carré de 40, avec un adaptateur de boîtier de pédalier FSA BB30 > BSA 68 mm:

Bonjour
Je me pose la question du couplage des freins avant et arrière. J'ai 2 freins à disque hydraulique avant type Magura MT5, et 2 freins à disque mécaniques à l'arrière. Comment coupler ça? Pour l'arrière je pense mettre une poignée avec un câble central qui tire sur un palonnier qui va répartir le freinage entre les 2 étrier. Avez-vous des photos de montages?  Pour l'avant je ne sais pas s'il vaut mieux mettre un T hydraulique et un seul maitre cylindre, ou un câble qui tire sur un palonnier relié à 2 maitre cylindre, actionnant chacun son frein ? ça aurais l'avantage de réduire la longueur des durites, et d'avoir exactement la même force sur chaque levier.





Sur les quattrovélo, c'est couplé comment?

J'ai de nouveau un peu de temps, j'ai avancé la soudure:

Assemblage du berceau avant:



Assemblage du support de transmission/ renvoie de direction:



Soudure et redressage:




Fabrication de la bome:




Ensemble soudée à ce jour:

Ça c'est du boulot qui fait plaisir aux yeux !

Prax a écrit:

Bonjour
Je me pose la question du couplage des freins avant et arrière. J'ai 2 freins à disque hydraulique avant type Magura MT5, et 2 freins à disque mécaniques à l'arrière. Comment coupler ça? Pour l'arrière je pense mettre une poignée avec un câble central qui tire sur un palonnier qui va répartir le freinage entre les 2 étrier. Avez-vous des photos de montages?  Pour l'avant je ne sais pas s'il vaut mieux mettre un T hydraulique et un seul maitre cylindre, ou un câble qui tire sur un palonnier relié à 2 maitre cylindre, actionnant chacun son frein ? ça aurais l'avantage de réduire la longueur des durites, et d'avoir exactement la même force sur chaque levier.

Je manque à mes devoirs. J'ai des infos que tu n'as peut-être pas.

Concernant l'hydraulique, l'idéal serait d'avoir des freins couplés avec un seul maître cyclindre et un répartiteur en T. Mais les pénuries de composants rendent les approvisionnements difficiles pour les freins, et se procurer des freins hydrauliques couplés est difficile avec délais très longs (on m'avait annoncé 1 an ou 2 pour les Tektro Auriga Twin). C'est pourquoi je t'encourage à faire un couplage mécanique des 2 leviers hydrauliques, en l'état actuel des pénuries.

Concernant le couplage en mécanique, chez ICE ils utilisent des leviers à double sortie, qui actionnent les deux câbles exactement en même temps. Il y avait aussi un système de couplage compact et esthétique chez les tandems Santana mais je ne sais pas si ça existe encore.

@Tiben: Merci !

@ Elgato: Merci de ta réponse, donc je vais faire comme j'ai dessiné pour le couplage hydraulique des freins avant, en prenant une grande poignée de frein de mob pour avoir plus d'effort et bénéficier du capteur de freinage intégré. Pour l'arrière, ben je verrai ce que je trouve...

Modification des bras de suspensions: d'origine, ils sont beaucoup trop large pour recevoir un moteur roue type RH212, par contre la construction est belle, bien soudée, avec les tubes à section variable, les portées de roulement de pivot usinée dans la masse.  



Massacre à la meuleuse:



Mise à propre des surfaces:



Modification des portées d'axe de roue arrière. Il y aura une interface en acier pour recevoir le dérailleur, le support de frein à disque (pas encore finie), et un bras de couple pour les moteurs.



Mise à longueur de l'entretoise de bras:



Ré-assemblage:



Soudure


J'ai bien galéré à souder, mon poste ne dépassant pas les 140 A en alternatif. Les pièces usinées chauffent bien plus lentement que les tubes, j'ai dus faire ces soudures en dernier, une foi que tout était bien chaud. Pourtant bien bridé à l'avant avec une entretoise et à l'arrière avec une tige M16, l'avant s'est resserré de 0.4mm, et l'arrière de 9mm, plus un vrillage de l'ensemble. Le vrillage a été vite corrigé au maillet (en bloquant 3 coté sur la table et en tapant sur le 4ème), l'écart de fourche également en ouvrant avec la tige fileté, par contre le resserrement avant est resté tel quel. Il faudra que je corrige mon entretoise la prochaine foi. L'alu se redresse bien quelques heures après la soudure, après il ne fait que durcir.

Magnifique travail!

Les bras oscillants que tu as modifiés proviennent de quelle moto?

Merci Samural,
Je les ai acheté ici : Bras oscillant



On les retrouve sur des dirts bike chinois, dans ce genre, la plupart du temps massacré par des enfants trop gaté :

Train arrière

Le premier essais était peu concluant, à la soudure l'axe est partie de travers:




donc j'ai tout dessoudé et revu le mode de fabrication:




Le principe c'est de tout souder sur les 2 tubes rectangle, comme ça les déformations se cumulent:




Puis redresser les tubes:




Enfin, quand tout est stable,  aligner les douilles qui vont recevoir les bras oscillant et souder:




Ajout d'un palier extérieur en contre-perçant, pour un alignement optimum:




Sans ce palier, l'axe serait trop sollicité:

sans palier


avec palier, les contraintes dans l’axe descendent à 30.5 daN/mm² au lieu de 110daN/mm², l'aluminium passe sous les 12 daN/mm²:


Je peux développer les calculs et les hypothèses de charges si ça vous intéresse (c'est grossier mais ça donne des indications).

Bonjour Prax,
Bravo pour ce projet qui semble bien avancer
Je me demandais quel logiciel éléments finis tu utilises ?
En tout cas cela me fais plaisir de voir quelqu'un faire de la validation numérique avant de se lancer tête baissée dans la fabrication.

A+

PS : Au fait, le critère de contraintes pour l'aluminium est plutôt Tresca que Von Mises

Merci JC_T, je ne savais pas qu'il valait mieux utiliser Tresca pour l'aluminium, à l'école on m'avait dit que Von Mises était le roi des critères alors je suis resté là dessus. J'utilise Solidworks simulation pour les calculs, et il ne me propose pas de résultat  avec Tresca, l'écart ne doit pas être énorme, c'est plus pour comparer 2 solutions.

J'ai bricolé un vireur de soudure avec une scie à buche et un disque de frein arrière de Citroen C4 (les roulements sont intégrés au disque):




Avec le pieds gauche je peux faire tourner la pièce pendant que je soude, c'est super Hi-tech, j'ai même la vitesse variable au pieds! ça va bien:


J'ai récupérer un guidon de débroussailleuse chez le ferrailleur pour faire mes leviers de direction ( je n'avais pas réussi à trouver du tube de 22):