BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SESSION 2010 BAIGNOIRE INCLINABLE TRANSCARE - REVAL

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1 BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SÉRIE SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2010 ÉPREUVE : ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS Durée : 4 heures Coefficient : 6 BAIGNOIRE INCLINABLE TRANSCARE - REVAL AUCUN DOCUMENT N'EST AUTORISÉ MOYENS DE CALCUL AUTORISÉS Calculatrice électronique de poche, y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante (conformément à la circulaire N du 16 novembre 1999). Ce sujet comprend 3 dossiers de couleurs différentes - Dossier Technique (DT1 à DT10)... jaune - Dossier Travail demandé (TD1 à TD6)... vert - Dossier des «Documents réponses» (DR1 à DR6)... blanc Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur feuille de copie ou, lorsque cela est indiqué dans le sujet, sur les «documents réponses» prévus à cet effet. Tous les documents "réponses" même vierges sont à remettre en fin d'épreuve.

2 DOSSIER TECHNIQUE Ce dossier comporte 10 documents numérotés de DT1 à DT10 DT1 à DT3 Présentation, fonctionnement, fonctions, FAST, cahier des charges fonctionnelles. DT4 DT5 DT6 et DT7 DT8 DT9 DT10 Dessin éclaté du mécanisme de levage et de basculement. Dessin d'ensemble du mécanisme de levage et de basculement. Documentation et vues des vérins et colonne de levage. Dessin éclaté du mécanisme de porte et documentation. Ressort. Dessin d ensemble du mécanisme de porte. Nomenclature.

3 BAIGNOIRE INCLINABLE TRANSCARE REVAL - MISE EN SITUATION DOSSIER TECHNIQUE La baignoire Transcare de la société Reval, par son concept de hauteur variable et d'inclinaison de cuve est conçue pour combiner confort et facilité d'utilisation tant pour les patients que pour le personnel soignant. Son piètement, sa porte basculante et son assise ergonomique permettent le passage d un lève-personne et facilitent le transfert des personnes à mobilité réduite déambulantes. L'eau présente dans la réserve d'eau, située en partie basse de la cuve, monte très doucement et progressivement sur le corps du patient lorsque la cuve bascule, ce qui contribue à un effet de détente et de bien-être, en toute sécurité. Versions : Transcare avec mitigeur thermostatique, clapets anti-retour et protection anti-brûlures. Transcare avec mitigeur électronique sensitif SENSE incluant les programmations indépendantes des températures bain/douche et des niveaux de remplissage, ainsi que les fonctions de purge automatique et de désinfection thermique de la globalité du circuit d alimentation. Options : Bain bouillonnant avec réchauffeur intégré Arrêt automatique de remplissage Appui-jambes Chromothérapie Aromathérapie DT 1

4 DESCRIPTION Pupitre de commande, mitigeur, robinets cuve et douchettes, afficheur digital, commande options Poignée de maintien Poignée de porte Télécommande Porte basculante Trappe d accès à la plomberie, à la douchette de désinfection, à l articulation de la porte Trappe d accès compresseur si option «bain bouillonnant à air» Colonne montée/descente Vérin de basculement Piètement Caractéristiques techniques : Cuve blanche en polyester armé de fibres de verre. Poignée de maintien. Serrure de porte en acier inoxydable. Télécommande filaire ou à distance (montée, descente, inclinaison de cuve). Afficheur digital de température. Batterie de secours en cas de coupure de courant. Système de désinfection avec douchette. Amplitude de levage : 150 mm Réserve d eau nécessaire : 25 litres Volume d eau maximal : 90 litres Angle maximal d inclinaison : 22,5 Charge maximale admise : 200 kg Poids de la baignoire : 140 kg DIAGRAMME DES INTERACTEURS Soignant Patient Environnement FP FC2 FC3 FC4 Baignoire Transcare FC5 FC1 FP : faciliter l installation d un patient dans la baignoire FC1 : être facilement accessible FC2 : faciliter le travail du soignant FC3 : s adapter aux réseaux eau et énergie FC4 : être facilement désinfectée FC5 : être stable Sol DT 2

5 CAHIER DES CHARGES FONCTIONNEL Extrait du diagramme FAST. FP : faciliter l installation d un patient dans la baignoire FT 1 : ouvrir / fermer facilement la porte FT 1.1 : articuler la porte FT 1.2 : compenser le poids de la porte Paliers rep.16 Ressort rep.45 FT 2 : basculer la baignoire FT 2.1 : articuler la baignoire FT 2.2 : fournir une énergie électrique Paliers rep.16 Secteur ou batterie FT 2.3 : animer le système de basculement FT2.3.1 : transformer l énergie électrique en énergie mécanique FT2.3.2 : adapter l énergie et transformer le mouvement de rotation en mouvement de translation Moteur électrique Vérin électrique rep. {4 + 5} FT 3 : lever la baignoire Colonne télescopique {1 + 2} FAST incomplet (il sera complété à la question 1) Extrait du cahier des charges fonctionnelles : CDCF Fonctions techniques FT 1.2 : compenser le poids de la porte FT 2 : basculer la baignoire FT 2.3 : animer le système de basculement FT 3 : lever la baignoire Critères d appréciation et niveaux Porte maintenue ouverte au delà d un angle d ouverture de 80 Effort maximal du soignant < 50 N Masse maximum patient + eau : 200 kg Norme de sécurité fixant la vitesse maximum de rotation de la baignoire à 0,3 tr/min Amplitude de basculement de la baignoire : 22,5 ± 2 Vitesse de levée maxi : 6 mm/s Hauteur de levage : 150 mm DT 3

6 ÉCLATÉ MÉCANISME DE BASCULEMENT DT 4

7 12 Cuve 3 non représentée, collée sur les 2 plaques: renfort assise cuve 15 et renfort de cuve sous pied Echelle 1:5 = 250 mm BAIGNOIRE TRANSCARE - REVAL - MECANISME DE LEVAGE ET BASCULEMENT Position: Baignoire relevée et basculée DT 5 DT5

8 Vérin à vis LA31 et colonne télescopique LP2 4 Écrou Vérin : carter simplifié et ouvert Tige 5 et écrou coupés 5 Écrou serré dans tige 5 Colonne 1+2 : ¼ enlevé DT 6

9 DOCUMENTATION VÉRINS ET COLONNE LINAK VÉRIN LA31 DT 7

10 MÉCANISME D ARTICULATION DE PORTE Documentation ressort de torsion rep. 45 DT 8

11 DESSIN D ENSEMBLE : ARTICULATION PORTE Mécanisme d'articulation de porte Echelle 1:4 A Echelle 1:4 = 200 mm DT DETAIL A DT 9

12 NOMENCLATURE 50 1 Entretoise palier gauche porte 48 2 Vis TC HC Plaque 46 2 Collier 45 1 Ressort de porte 44 1 Douille intérieure ressort de porte 43 2 Vis TC HC M8-16 A Butée maintien ressort n Butée maintien ressort n Entretoise axe rotation porte 39 1 Clavette 6 mm 6 mm 38 1 Pièce rotation porte 37 4 Rondelle M10 A Cale palier de porte 35 1 Plaque : support mécanisme sur cuve Collée sur cuve 29 8 Vis TF HC M10-30 A Épingle d'axe 27 2 Axe de chape 26 2 Écrou frein M8 A Fixation plaque vérin / colonne 24 1 Fixation vérin LA Plaque vérin LA Circlips E12 inox 21 2 Rondelle calage palier 20 1 Axe palier basculement cuve 19 8 Entretoise colonne 18 1 Tôle support vérin cuve Écrou frein M10 A Palier + roulement 1 Boîtier de contrôle (non représenté) Fixé sur Plaque : renfort assise cuve 14 2 Écrou frein M12 A Vis TH M12-45 A Tube de renfort cuve Encastré sur 15 et Plaque : renfort de cuve sous pied 1 Revêtement anti-dérapant (non représenté) Collé sur Patin châssis (non représenté) Collés sur Embout carré 60x Écrou plat M Pied articulé inox M Châssis piètement Tige de vérin électrique Corps de vérin électrique LA Pas vis : 4 mm ; courses : mm (basculement) mm (levage) 3 1 Cuve Collée sur 11 et Colonne télescopique supérieure 1 1 Colonne télescopique inférieure LP vérin LA 31 Repère Nb. Désignation DT 10

13 BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SÉRIE SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2010 ÉPREUVE : ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS Durée : 4 heures Coefficient : 6 BAIGNOIRE INCLINABLE TRANSCARE - REVAL AUCUN DOCUMENT N'EST AUTORISÉ MOYENS DE CALCUL AUTORISÉS Calculatrice électronique de poche, y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante (conformément à la circulaire N du 16 novembre 1999). Ce sujet comprend 3 dossiers de couleurs différentes - Dossier Technique (DT1 à DT10)... jaune - Dossier Travail demandé (TD1 à TD6)... vert - Dossier des «Documents réponses» (DR1 à DR6)... blanc Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur feuille de copie ou, lorsque cela est indiqué dans le sujet, sur les «documents réponses» prévus à cet effet. Tous les documents "réponses" même vierges sont à remettre en fin d'épreuve.

14 DOSSIER "TRAVAIL DEMANDÉ" Le sujet est composé de 3 parties indépendantes. Ce dossier comporte feuilles numérotées de 1/6 à 6/6. Il est conseillé de consacrer à chacune des parties la durée suivante : Lecture du dossier et des documents techniques 15 min Partie 1 : étude de la fonction FT3 : lever la baignoire A et B- Analyse et compréhension du mécanisme 20 min C- Détermination de caractéristiques batterie de secours 20 min Partie 2 : étude de la fonction FT2 : basculer la baignoire A- Validation de la course du vérin 20 min B- Validation de la vitesse de rotation de la baignoire 40 min C- Validation de l effort développé par le vérin 30 min D- Intensité maximale nécessaire au vérin de basculement 10 min Partie 3 : étude de la fonction FT1 : ouvrir/fermer la porte A- Validation du ressort de compensation 45 min B- Assemblage des éléments 20 min C- Implantation d un système de butée de porte 20 min

15 1 ère PARTIE : validation du mécanisme de levage de la baignoire (fonction FT3) A Diagramme FAST de la fonction FT3 Question 1 : à partir des documents techniques compléter le diagramme FAST de la fonction FT3 : lever la baignoire (réponses sur le document DR1). B Schéma cinématique de la colonne télescopique (FT3) Question 2 : compléter le schéma cinématique (sur le document DR1) de la colonne télescopique en complétant les liaisons (dans les zones entourées en pointillés) : entre les deux parties de la colonne télescopique rep. 1 et rep.2 entre la tige du vérin rep.5 et l ensemble «roue + vis» du vérin de colonne C - Détermination de caractéristiques de la batterie de secours (fonctions FT2 et FT3) On se propose de déterminer dans cette partie les caractéristiques de la batterie de secours équipant la baignoire. Données : la batterie utilisée par le constructeur est une batterie délivrant une tension de 24 V ; le moteur équipant les vérins électriques est un moteur à courant continu. Ses pertes sont très faibles et on considérera, dans cette étude, un rendement du moteur égal à 1 ; la colonne de levage est une colonne télescopique de marque Linak : LP2 5.5, équipé d un vérin LA31 (pas : 4 mm, course : 150 mm) ; le vérin de colonne doit lever un poids P = 3000 N (patient, cuve, eau, mécanisme) à une vitesse de translation rectiligne constante de V = 6 mm/s ; Les frottements dans les guidages entraînent des pertes de puissance évaluées par un rendement η 3 pris égal à 0,85 ; Le schéma bloc de la chaîne de transmission de l énergie est donné ci-dessous. P 1 P 2 Roue et vis sans P 3 P 4 Glissière P 5 Moteur CC fin Vis / écrou colonne η 1 = 0,6 η 2 = 0,6 η 3 = 0,85 Sur feuille de copie : Question 3 : calculer la puissance maximale instantanée (notée P 5 ) développée par le vérin en sortie de tige pour lever le poids P = 3000 N à V = 6 mm/s. Question 4 : déterminer le rendement global du système. En déduire la puissance utile du moteur notée P 2. Question 5 : en déduire la puissance maximale électrique nécessaire : P 1. Calculer l intensité maximale absorbée. TD1

16 2 ème PARTIE : validation du mécanisme de basculement de la baignoire (fonction FT2) L objectif de cette partie est de vérifier que le mécanisme répond aux exigences du CDCF avec l actionneur électrique choisi par le constructeur. Le système est conçu pour fonctionner avec un vérin électrique de référence LA31 de marque Linak actionné par un moteur à courant continu et peut être alimenté en r secours ur par une r ur batterie. NB Pour toute l étude, on considèrera que le système est plan ( 0, x, y ) [avec ( 0, x, y ) = plan de symétrie de la cuve]. C 5 O y Dans ce schéma, le vérin électrique (4+5) est modélisé par une liaison pivot glissant. La tige du vérin (5) est complètement rentrée et la cuve est en position non basculée. Le point C représente le centre de l articulation entre la tige du vérin (5) et le renfort sous pied de cuve (3). Le point B représente le centre de l articulation entre le corps du vérin (4) et la partie mobile (2) de la colonne télescopique. Le point A représente le centre de l articulation entre la cuve (3) et la partie (2) de la colonne. A Validation de la course du vérin x 3 B 4 G + Dans cette partie, on se propose de vérifier que le vérin choisi par le constructeur permet bien d atteindre l amplitude de basculement de la cuve annoncée dans le CDCF soit 22,5 ± 2. Afin de vérifier la validité de la fonction technique FT2, on se propose de représenter le mécanisme en position haute et de déterminer la valeur de l angle d inclinaison de la baignoire. Les tracés de cette étude se feront graphiquement sur le document DR2, les réponses notées dans le tableau du DR1. Question 6 : sur DR1 : quelle est la liaison entre l ensemble cuve rep.3 et la colonne de levage rep.2? En déduire le mouvement de 3/2 noté mvt(3/2), et la trajectoire du point C appartenant à la cuve rep.3 par rapport à la colonne rep.2 notée T C(3/2). Tracer cette trajectoire sur DR2. Question 7 : sur DR1 : quelle est la liaison entre le corps du vérin rep.4 et la colonne de levage rep.2? En déduire le mouvement de 4/2 noté mvt(4/2), et la trajectoire du point C appartenant au corps rep.4 par rapport à la colonne rep.2 notée T C(4/2) (ne pas tracer). Question 8 : connaissant la course de 100 mm de la tige du vérin, tracer sur DR2 la position du point C en position haute, notée C H lorsque la tige est complètement sortie. Tracer le nouveau segment AC H. Tracer et mesurer l angle d inclinaison de la baignoire ; conclure quant au respect du cahier des charges. A 1+2 Repérage des sous-ensembles pour les études A, B, C 5 Tige de vérin 4 Corps de vérin 3 Cuve + supports 1+2 Colonne télescopique Dans les études A, B et C, la partie mobile 2 (supérieure, liée à la cuve) de la colonne télescopique est considérée fixe par rapport à la partie fixe 1 (inférieure, fixée au piètement) G est le centre de gravité de l ensemble cuve, accessoires, eau, personne TD2

17 B - Validation de la vitesse maximale de rotation de la cuve Dans cette partie, on se propose de vérifier que la vitesse de rotation de la cuve ne dépasse pas la valeur maximale de 0,3 tr/min, vitesse imposée par le CDCF (sécurité et confort du patient). L étude sera menée pour la position du mécanisme définie sur le document DR3 : début de basculement. La vitesse de la tige (5) par rapport au corps (4) est régulée à : V uuuur C5/4 = 6 mm/s. Question 9 : sur DR1 : quelle est la liaison entre la tige du vérin (5) et le corps du vérin (4)? En déduire le mouvement de 5/4 noté mvt(5/4), la trajectoire du point C appartenant à la tige (5) par rapport au corps (4) notée T C(5/4) et le support de la vitesse du point C appartenant à 5 par rapport à 4, notée V uuuur C5/4. Mettre en place cette vitesse à l échelle demandée sur DR3. Question 10 : sur DR1 : déduire des questions 6 et 7 les supports des vitesses : V uuuur C3/2 et V uuuur C 4/2. Question 11 : sur copie : justifier l égalité suivante : V uuuur C3/2 = V uuuur C5/2. Question 12 : sur copie : déterminer la relation de composition de vitesses qui lie V uuuur C5/2 et V uuuur C5/4. Question 13 : traduire graphiquement cette relation sur DR3 et déterminer la norme de V uuuur C3/2. Quel que soit le résultat trouvé précédemment, on prendra pour la suite de l étude : V uuuur C3/2 = 16,5 mm/s Question 14 : en mesurant et en indiquant sur le DR3 la distance nécessaire, déterminer sur copie la vitesse de rotation de la cuve notée ω 3/2 (préciser les unités). En déduire la vitesse de rotation de la cuve N 3/2 en tr/min. Conclure quant au respect du cahier des charges. TD3

18 C Validation de l effort développé par l actionneur de basculement Cette partie vise à vérifier que l effort développé par le vérin est suffisant pour basculer la cuve en charge maximale (eau + personne) de 200 kg. L étude se fera pour la position du mécanisme définie par le document DR4. Réponses sur copie et tracés sur DR4. On précise que pour cette position la tige du vérin est rentrée et la baignoire est au tout début du basculement. Hypothèses : r ur Le mécanisme est considéré symétrique dans le plan ( 0, x, y ). Les actions mécaniques sont modélisées par des glisseurs. Le poids de toutes les pièces du mécanisme est négligé. Seules les masses de la cuve et des accessoires intégrés, de l eau et de la personne sont prises en compte. Masse totale évaluée par sécurité à : m = 300 kg, centre de gravité : G. On prendra l accélération de la pesanteur : g = 10 m/s 2. Les frottements sont négligés, les liaisons sont supposées parfaites. Étude de l équilibre du vérin (4+5) : Question 15 : en isolant et étudiant l équilibre de l ensemble du vérin (4+5), justifier que l action en C de (3) sur (5) notée C uuur 3/5 a pour support la droite passant par les points B et C. Étude de l équilibre de l ensemble cuve (3). Remarque : on rappelle : (3) = patient + eau + cuve + accessoires. Question 16 : établir un bilan détaillé des actions mécaniques extérieures s exerçant sur l ensemble cuve : inventaire des actions mécaniques concernées, caractéristiques des forces (noter «?» pour les caractéristiques inconnues), unités utilisées, calcul éventuel. Question 17 : appliquer le principe fondamental de la statique et déterminer graphiquement sur le document DR4 C uuur 5/3. Le vérin choisi convient-il? Justifier votre réponse. D Intensité maximale nécessaire au vérin de basculement : Quel que soit le résultat précédent, on prendra une valeur de poussée du vérin de basculement égale à 4000 N. Le vérin choisi par le constructeur est un vérin Linak LA (pas vis 4 mm, course : 100 mm) Question 18 : déterminer sur la courbe donnée par le constructeur (document DT7), l intensité nécessaire en A. TD4

19 3 ème PARTIE : analyse et validation du mécanisme de porte (fonction FT1) A- Validation du ressort de compensation de porte (fonction FT1) On se propose de vérifier dans cette partie les caractéristiques du ressort 45 de compensation dont la fonction exigée par le cahier des charges doit être : d éviter la chute brutale de la porte et la maintenir ouverte pour θ > 80. de faciliter l ouverture de la porte par le soignant (effort maxi : 50 N). Données : La porte de masse m et de centre de gravité G est articulée autour de l axe ( O, r z). L accélération de la pesanteur est telle ur 2 que g = 9,81 ms.. En position fermée, l angle θ d ouverture y de porte est θ = 0 et en position ouverte θ = 90. La distance OG = l. d G Le ressort de torsion liée à l axe de la l porte exerce une action mécanique de type couple (appelé ici C /Oz ). L intensité de ce couple : - dépend de la raideur angulaire k (en Nmm/deg), grandeur propre à θ P r chaque ressort. - est proportionnelle à la valeur de l angle d enroulement du ressort O chargé α (en deg). Le ressort a été précontraint d un angle αi de 360 lors du montage. uur ur Question 19 : (sur copie) donner l expression de la norme M / Oz ( P) = f( m, g, d) L x F r du moment autour de ( O, r z) ur du poids P de la baignoire en fonction de m, g et d. Exprimez d en fonction de l et θ. Calculer la valeur du moment pour un angle θ = 60, m = 12 kg, l = 0,9 m. Question 20 : (sur copie) à partir des caractéristiques du ressort rep. 45 ( e xt : 40,5 ; 4,5 spires) et du document du fabricant de ressort de torsion DT8, retrouver la valeur de la raideur angulaire k ainsi que la référence du ressort. uur ur Le graphique du document réponse DR5 représente la variation de M / Oz ( P) et du couple de l action du ressort de torsion C /Oz au cours d une phase d ouverture. Question 21 : à partir des caractéristiques données sur le graphique, préciser sur le document réponse DR5 : a) la valeur θ c de l angle θ pour laquelle l action du ressort compense le moment dû au poids de la porte. Que se passe-t-il alors pour θ supérieur à cette valeur θ c? Conclure quant au respect du cahier des charges. b) la valeur θ m de l angle θ pour laquelle le soignant doit exercer l effort de levage le plus important. Pour cette dernière position, évaluer par différence sur le graphique la valeur du moment non compensée par le ressort. TD5

20 Quelle que soit la valeur trouvée précédemment, on prendra ur un couple à exercer par le soignant sur l axe de porte de 70 Nm. Ce couple est dû à la force F verticale vers le haut exercée par le soignant sur la poignée de porte. uur ur Question 22 : (sur copie) donner l expression de la norme M / Oz ( F) du moment autour de ( O, r z) de la ur force F ur du soignant sur la poignée. Calculer la valeur de cette force F exercée par le soignant sur la poignée pour une distance axe de porte/poignée de L = 1,6 m. Conclure quant au respect du cahier des charges. B Assemblage des éléments On se propose de compléter en partie le graphe de l assemblage des différents éléments constituants le montage de la porte afin d obtenir la maquette numérique de celle-ci. L étude se limite au montage du collier rep.46 sur l axe de porte (voir DT9). Ce collier assure une des butées axiales de la liaison pivot du guidage de la porte. Question 23 : le collier rep.46 est en deux parties, serrées sur l axe rep.38 par les vis rep.48 vissées dans la plaque rep.47. Caractériser le type de liaison encastrement obtenue (mise en position et maintien en position : par obstacle ou adhérence, nom de ce type de maintien en position) (sur feuille de copie). Question 24 : compléter sur le DR5 le tableau d assemblage des 2 demi coquilles du collier sur l axe en suivant les exemples donnés et en utilisant les contraintes suivantes : (coaxial, coïncidence, parallèle, tangente). C Implantation d un système de butée de la porte La précontrainte α i du ressort implique que celui-ci continue à entraîner la porte même lorsqu elle est complètement ouverte (θ = 90 ). Il est donc nécessaire de limiter la rotation de la porte par une butée de fin de course interne incorporée au mécanisme. Vis de réglage Patte Le choix se porte sur une modification de la butée maintien ressort ( ) dont une forme excentrée (patte) sur une des pièces rep.41 ou rep.42 permettrait de recevoir une vis de réglage venant en fin de course en butée sur la plaque support mécanisme sur cuve rep.35 (voir DT9 et schéma technologique cicontre). Section mini de la patte : carrée de Distance axe de porte/vis de réglage : 100 mm Vis de réglage M8 Blocage vis après réglage nécessaire Principe de la liaison encastrement de la butée maintien ressort sur l axe de porte conservé Question 25 : au choix, finaliser cette modification sur le DR6 : à main levée le dessin d ensemble plan (2 vues) ou la perspective TD6

21 BACCALAURÉAT TECHNOLOGIQUE SÉRIE SCIENCES ET TECHNIQUES INDUSTRIELLES GÉNIE ÉLECTROTECHNIQUE SESSION 2010 ÉPREUVE : ÉTUDE DES CONSTRUCTIONS Durée : 4 heures Coefficient : 6 BAIGNOIRE INCLINABLE TRANSCARE - REVAL AUCUN DOCUMENT N'EST AUTORISÉ MOYENS DE CALCUL AUTORISÉS Calculatrice électronique de poche, y compris les calculatrices programmables, alphanumériques ou à écran graphique à condition que leur fonctionnement soit autonome et qu'il ne soit pas fait usage d'imprimante (conformément à la circulaire N du 16 novembre 1999). Ce sujet comprend 3 dossiers de couleurs différentes - Dossier Technique (DT1 à DT10)... jaune - Dossier Travail demandé (TD1 à TD6)... vert - Dossier des «Documents réponses» (DR1 à DR6)... blanc Les candidats rédigeront les réponses aux questions posées sur feuille de copie ou, lorsque cela est indiqué dans le sujet, sur les «documents réponses» prévus à cet effet. Tous les documents "réponses" même vierges sont à remettre en fin d'épreuve.

22 DOSSIER "DOCUMENTS RÉPONSES" Ce dossier comporte 6 documents numérotés de DR1 à DR6. DR1 DR2 DR3 DR4 DR5 DR6 FAST et schéma cinématique Tableau réponse pour 2 ème partie A et B Étude de l angle d inclinaison de la baignoire Étude de la vitesse de rotation de la baignoire Étude de l effort développé par le vérin de basculement Étude du ressort de porte et assemblage Étude de l implantation d un système de butée de porte Tous ces documents, même non remplis, sont à joindre à la copie en fin d'épreuve.

23 Question 1 : FAST de la colonne télescopique FT 3 : lever la baignoire FT 3.1 : guider la baignoire en translation rectiligne verticale FT 3.2 : fournir une énergie électrique Secteur ou batterie FT 3.3 : animer le système de levage FT3.3.1 : transformer l énergie électrique en énergie mécanique FT3.3.2 : adapter l énergie mécanique de rotation FT3.3.3 : transformer le mouvement de rotation en mouvement de translation Question 2 :schéma cinématique minimal colonne télescopique Question 6,7,9,10 : mouvements, trajectoires, supports vecteurs-vitesse (en partie) 2 Liaison 3/2 4/2 5/4 4 Mouvement Mvt 3/2 : Mvt 4/2 : Mvt 5/4 : Vis sans fin Roue + vis 5 y Trajectoire Support Vecteur vitesse T C(3/2) : T C(4/2) : T C(5/4) : V C3 / 2 : C4 / 2 V : V C5 / 4 : 1 x DR1

24 DR2

25 DR3

26 DR4

27 Question 21 : ressort θ c = 120 Nm Si θ > θ c : 100 Conclusion : r r M / Oz (P) θ m = Moment non compensé par le ressort : C / Oz θ Question 24 : Assemblage a-5 46a-6 46a-2 46a-1 46a-3 46a-4 46b-5 46b-3 46b b-1 46b Assemblage Surface 1 Surface 2 Contrainte 47 / 46b 47-1 : plane 46b-1 : plane Coïncidente 47-2 : cylindrique 46b-2 : cylindrique Coaxiale 47-3 : plane 46b-3 : plane Coïncidente 47+46b / 38 46b-4 : 38-1 : 46a / 38 : 46a-1 : 38-1 : 46a / 46b 46a-2 : 46b-1 : 46a-3 : 46b-3 : 46a / 50 46a-2 : plane 50-1 : plane Vis 48 / : cylindrique 46a-5 : cylindrique Coaxiale Coïncidente (ou dist. = jeu) 48-2 : plane 46a-6 : plane Coïncidente DR5

28 = 40 mm Echelle 1:2,5 DR6 DR6