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Un magazine pour les clients de la branche des machines de production du groupe Schaeffler Industrie Edition 1/2008
La magie des aimantsLa symbiose des paliers à roulement et des paliers magnétiques accroît la durée de vie et les vitesses
Les augmentations de productivité des machines-
outils peuvent notamment être réalisées par
l’augmentation de la capacité de charge et de
la vitesse limite des roulements de tables
tournantes. Une innovation dans ce secteur
est l’intégration de paliers magnétiques pas-
sifs dans les tables tournantes. Les forces qui
agissent sur un roulement de table tournante
peuvent-elles être sensiblement compensées
par l’utilisation de forces de répulsion magné-
tiques avec un investissement technique et
économique acceptable ? Dans un projet de
pré-développement, le groupe Schaeffler
Industrie a analysé la compréhension du
système et l’avantage client d’une telle appro-
che. Les résultats sont clairs : la symbiose
des paliers à roulement et des paliers magné-
tiques dans les tables tournantes est tech-
niquement et économiquement judicieuse,
et représente même la clé de nombreuses
applications.
La conception
La conception et le procédé expérimental pré-
voyaient la structure de roulement suivante :
plusieurs secteurs d’aimants permanents sont
placés de manière concentrique autour de la
table tournante, sous le plateau de la table
tournante ainsi qu’en vis-à-vis sur le plateau.
Les secteurs d’aimants sont polarisés de telle
manière qu’ils se repoussent. Si des masses
ou des efforts d’usinage agissent verticale-
ment sur la table tournante, alors celles-ci sont
partiellement compensées par la force de ré-
pulsion magnétique, le roulement de table
tournante est moins sollicité. Dans une simula-
tion, on a considéré un collectif de charges
avec des pourcentages élevés de vitesses ma-
ximales, comme par exemple lors du tournage.
Dans le cadre d’un montage expérimental, un
roulement INA à deux rangées de billes à con-
tact oblique de la série ZKLDF a été intégré tout
comme un moteur couple IDAM avec rotor ex-
térieur et un système de mesure angulaire en
tant que roulement de table tournante. Cette
conception avait pour objectif d’analyser
l’intégration d’une compensation magnétique
avec des composants d’entraînements moder-
nes directs.
Accroissement significatif de la durée de vie et
compatibilité pour les opérations de tournage
Une simulation et un essai révèlent que, con-
trairement au roulement conventionnel,
l’utilisation d’une compensation magnétique
offre aux clients l’avantage d’une augmentation
significative de la durée de vie des roulements.
Par ailleurs, l’option de la compensation ma-
gnétique permet d’acquérir de nouveaux
secteurs d’applications pour les tables tournan-
tes. Ainsi, celle-ci convient alors également
pour les opérations de tournage. La sélection
d’une dimension de roulement plus petite et
l’intégration d’une compensation magnétique
permettent d’obtenir une augmentation de la
vitesse limite du roulement de table tournante.
Bonnes valeurs de rigidité, forces d’accrochage
et flux magnétique bien déparasités
La rigidité d’une table tournante avec compen-
sation magnétique a été analysée par FEM,
en prenant en compte le roulement de table
tournante et un effort d’usinage avec des
excentrations importantes. Par conséquent, la
force de répulsion magnétique a un effet de
soutien sur le plateau de la table et réduit ainsi
sa déformation. Un autre calcul FEM a permis
d’optimiser la disposition des aimants par rap-
port à la force de répulsion réalisable, à savoir
que les couples d’accrochage et les effets du
flux magnétique vers l’extérieur ont été mini-
misés par des blindages. Les essais correspon-
dants ont à cet égard fourni une vérification
des résultats de simulation grâce à une
technique sensorielle complexe.
La compréhension du système comme clé du
succès
La combinaison d’un palier à roulement avec
une compensation magnétique requiert une
approche de développement interdisciplinaire,
mécatronique que le groupe Schaeffler, en tant
que fabricant de roulements, peut concevoir au
mieux avec son propre spécialiste
d’entraînements directs (IDAM). Il a acquis le
savoir nécessaire en matière de conception,
qui offre à ses partenaires le soutien requis en
matière de conception de tables tournantes à
entraînement direct. Des caractéristiques de
systèmes totalement inédites ainsi que des
possibilités innovantes pour l’augmentation de
la performance et de la productivité de machi-
nes-outils sont ainsi possibles. Mais des appli-
cations sont réalisables dans d’autres secteurs
qui nécessitent de fortes capacités de charges
et des vitesses élevées. Au final, cette symbio-
se innovante de paliers à roulement et de pa-
liers magnétiques amène une durée de vie ac-
crue pour une même dimension de roulements
ou engendre une plus grande vitesse limite par
l’utilisation d’un roulement de conception iden-
tique mais plus petit, ou d’une autre série de
roulements. Au vu des avantages qui émanent
de l’approche « roulement de table tournante
compensé magnétiquement » pour les applica-
tions correspondantes, cette solution pourrait
tout à fait s’avérer être le standard de demain.
Servir de référence ! Roulement de table tournante compensé magnétiquement
Productronica 2007 Page 3
Partenariat de dévelop- pement à succès Page 3
Les roulements INA dans les galettes pour des installations à filer et étirer – Page 5
Solar Challenge
L’institut universitaire de techno-
logie de Delft vainqueur – Page 7
La fascination pour les fibres
La fabrication électronique en plein essor
SORALUCE
Machine à emballer haute performance danoise Page 5
VSM
ACTUALITÉ
Editorial
Edition 1/2008 – Page 2
Servir de référence !« added competence » pour machines-outilsServir de référence ! – tel était le slogan du groupe Schaeffler Industrie à l’EMO 2007 que nous évoquerons entre autres dans cette édition. « Des solutions sur mesure pour les machines textiles » était le slogan de l’ITMA, le salon phare des machines textiles, organisé en parallèle. Mais ces slogans vont-ils bien ensemble, ne semblent-ils pas plutôt se contredire ? Je suis d’avis que tous deux correspondent plutôt bien à notre image.
Presque tous les produits INA et FAG actuellement leaders sur le marché ont vu le jour en tant que solutions spéciales innovantes ou idées prometteuses pour des cas particuliers. Ces nouvelles conceptions se sont par la suite avérées convaincantes. Aujourd’hui, elles représentent les standards actuels dans le secteur des machines-outils. Ceci vaut pour les systèmes linéaires INA et pour les roulements de broche FAG, les roulements de tables tournantes INA et les roulements des paliers de vis d’entraînement et de plus en plus également pour IDAM, notre spécialiste des entraînements directs. Servir de référence, c’est l’image que l’on souhaite donner également dans le domaine de la Productronic. Cette édition rapporte également les événements du groupe
Schaeffler sur le dernier salon « Productronica » et sur l’image de marque exigeante du mécatroni-cien. Hormis les nombreuses informations issues de notre branche d’activité, cette édition vous propose également un aperçu d’autres branches de l’univers commun des « added competence » qui allie les standards d’aujourd’hui à ceux de demain.
Je vous souhaite donc une agréable lecture !
Helmut Bode Directeur Management de la branche Machines de Production
160 ans d’expérience au total dans l’industrie des machines-textiles font des marques INA et FAG un partenaire de développement leader pour les machines- textiles. A l’ITMA, le plus grand salon de machines-textiles au monde qui se tient tous les quatre ans, les innovations de produits du groupe Schaeffler ont donc été très demandées. Broche à retordre sur mesure Faible génération de bruit, fonctionne-ment très silencieux et efficacité ont été les mots-clés de la conception d’une broche à retordre complète, spéciale-ment élaborée selon les directives d’un client allemand pour le marché cible de l’Asie. Des analyses vibratoires ont per-mis de réduire le bruit et les vibrations de manière ciblée. Le balourd des galets de tension de courroie utilisés a pu être réduit d’environ 50 pour cent.
Roulement à rouleaux cylindriques avec nouvelle cage
Pour les roulements à rouleaux cy-lindriques FAG, utilisés par exemple dans les réducteurs de métiers à tisser, le grou-pe Schaeffler Industrie a conçu de nou-velles cages en tôle JP3 et massives en laiton. Le nouveau design des cages en tôle améliore sensiblement le flux d’huile et diminue ainsi la température des roule-ments. La géométrie améliorée des bar- rettes de la cage a des effets positifs sur la formation du film d’huile. La cage mas-sive en laiton optimisée pour les applica-tions soumises à de fortes vibrations et de grandes accélérations diminue égale-ment les températures de fonctionnement dans le roulement. Simultanément, la rigi-dité de l’ensemble a pu être accrue et le poids diminué. Pour une grande partie des cages, il a été possible d’intégrer un élément roulant supplémentaire. Pour le client, ceci signifie une capacité de char-ge accrue pour un même encombrement.
Des solutions sur mesure à l’ITMA 2007Les produits INA et FAG pour les machines-textiles
« added competence » pour la machine textile à l’ITMA 2007 à Munich
Roulements à rouleaux cylindriques FAG avec cage en tôle ou en laiton
Le nouveau catalogue de roule-ments de broche est arrivé :
Commandez-le dès à présent ou téléchargez-le
directement à l’adresse : www.fag.com
Technique d’entraînement direct
Les avantages de la technologie d’entraînement direct pour les machines-textiles sont évidents : un réducteur ou un entraînement par courroie devient inutile. L’entraînement intégré permet des constructions plus compactes. Ceci signifie : haute précision, dynamique sécurité, flexibilité et rentabilité pour les axes en mouvement. Comme, par exemp-le, pour les applications pour lesquelles des fils ou des pans d’étoffes doivent être maintenus avec une force définie et dans lesquelles des cylindres doivent être posi-tionnés précisément ou synchronisés les uns par rapport aux autres. Les mouve-ments linéaires ou rotatifs à haute préci-sion et haute dynamique sont des appli-cations tout aussi potentielles pour la technologie d’entraînement direct. Le groupe Schaeffler propose ici des solu-tions parfaitement coordonnées entre el-les et adaptées à l’application via sa filia-le à 100%, IDAM. Qui ne rêve pas du costume sur mesure ?
Edition 1/2008 – Page �
SORALUCE – Technologie de fraisage européenne haut de gammeUn partenaire de développement à succès
Productronica 2007 : la compétence mécatronique par excellenceRoulement innovant INA à trois bagues pour robot manipulateur
Les spécialistes mondiaux de la fabrication élec-
tronique ont été conviés à Munich du 1� au 16
novembre 2007. Avec 1 484 exposants issus de
�5 pays, Productronica est incontestablement le
salon par excellence du secteur.
En tant que partenaire de développement pour
solutions mécatroniques et compétences
d’entraînement direct, le groupe Schaeffler se
devait d’être présent à ce salon. Hormis les solu-
tions d’entraînements directs d’IDAM, des pro-
duits phares destinés aux robots et aux robots
manipulateurs étaient également présentés :
Un roulement à trois bagues conçu pour robot
avec cinématique à ciseaux permet de réduire
l’encombrement, de diminuer le temps de
montage et les coûts.
A la Productronica, le groupe Schaeffler Indus-
trie a présenté une étude de développement
pour un roulement à trois bagues qui simplifie
sensiblement la conception des robots mani-
pulateurs avec cinématique à ciseaux et renta-
bilise leur utilisation. A l’aide d’une nouvelle
conception de roulement à trois bagues, il est
à présent possible de remplacer les poignées
ou le roulement central et les articulations des
pieds du robot.
Un positionnement hautement précis des cartes
de circuits imprimés via un nouveau galet de
tension de courroie pour systèmes d’équipement
La courroie (dentée) dans les systèmes
d’équipement pour les composants électro-
niques doit transporter et positionner les
cartes imprimées avec une extrême précision.
Les galets de tension de courroie standards ne
peuvent par exemple pas réaliser cette tâche
en termes de jeu de basculement, de couple
de friction, de durée d’utilisation et de dimen-
sions. Le groupe Schaeffler Industrie a donc
conçu un galet de tension de courroie qui a un
fonctionnement nettement plus précis sous un
encombrement réduit que les produits utilisés
jusqu’alors, grâce à une rigidité au basculement
accrue ainsi qu’à un couple de friction plus
faible et plus régulier. La charge de base éle-
vée, la grande réserve de graisse ainsi que le
joint intégré répondent parfaitement aux
hautes exigences en termes de performance et
de propreté. L’ensemble prêt au montage est,
entre autres, particulièrement économique du
fait des procédés de fabrication employés.
SORALUCE est l’une des entreprises leader en Europe pour le design et la fabrication de machines et de centres d’usinage de fraisage.
Le groupe DANOBAT, fort de ses 1 200 collaborateurs et auquel appartient SORALUCE, a réalisé en 2006 un chiffre d’affaires de 193 millions d’Euros. Près de 80 % de ce chiffre d’affaires a été réa-lisé par la filiale au taux d’exportation élevé BIMATEC-SORALUCE, spécialisée dans la technologie de fraisage. Soraluce travaille aussi bien au niveau national qu’international dans les secteurs des biens d’investissements, des moules et des matrices, du ferroviaire, des sous-traitants et de l’aéronautique. Depuis plus de deux décennies, SORALUCE et le groupe DANOBAT collaborent avec le groupe Schaeffler, de la phase de con-ception à la phase de construction. L’un
des derniers développements communs, le centre d’usinage de fraisage à colonne mobile, le modèle FV 6000 HSC, a été présenté en septembre 2007 à l’EMO, à Hanovre. Les centres d’usinage et de fraisage de la série FV-HSC sont les plus rapides du marché. Ils permettent l’usinage complet des éléments dans une seule prise de l’ébauche à la finition en passant par la semi-finition. La machine est équipée sur les axes principaux de la dernière génération de guidages à rail profilé hautement précis X-life RUE, synonyme de vitesse d’avance et de rigidité accrues, d’amortissement des vibrations et de coûts de lubrification réduits.
Les roulements à billes de contact ob-lique ZKLF..2RS 2AP garantissent, en tant que palier de broches, une rigidité accrue et une grande précision lors des
mouvements de déplacement de la broche. La tête de fraisage à entraîne-ment direct avec moteur couple d’IDAM (INA Drives & Mechatronics) est tout à fait innovante. Ce nouveau système
d’entraînement avec des roulements de table tournante INA de la gamme YRTS permet d’obtenir des dynamiques et des précisions impossibles à réaliser avec les systèmes mécaniques.
Siège de SORALUCE en Espagne
Stand du groupe Schaeffler Industrie à Productronica 2007
« added competence » pour tous les paliers d’une fraiseuse
Information du marché
La Société SORALUCE a été fondée en 1962 et appartient au groupe DANOBAT. Elle dispose depuis 1986 de son propre centre technologique F&E sur 4 000 m² (IDEKO ; plus de 100 ingénieurs). Le groupe DANOBAT quant à lui fait partie de la division des machines-outils de MCC (Mondragón Corporación Cooperativa), la plus grande holding privée du pays basque et l’une des principales d’Espagne, dont font partie 218 entre-prises ou unités d’entreprise employant 83 600 collaborateurs en 2006 et qui a réalisé un chiffre d’affaires de 13 390 millions d’euros.
pant du congrès à la fin de la ma-nifestation ont été particulièrement ap-préciés. En outre, la branche des machines de pro-duction organise des « congrès techniques » pour ses princi-paux clients depuis de nombreuses années déjà en Allemagne, Italie, Espagne et en Chine.
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Le forum des paliers à roulement pour machines-outils « a fait des infidélités »« Congrès techniques » sur le site de Schaeffler à Haguenau / France
Le « congrès technique » pour les machi-nes-outils s’est octroyé une infidélité. La sixième édition consacrée aux paliers de roulements pour machines-outils ne s’est pas tenue comme à l’accoutumée sur le site traditionnel de Schweinfurt, mais à Hague-nau, en France.
L’origine de ce détour en Alsace : Schaeffler KG dispose depuis 1959 d’un grand site de fabrication de systèmes linéaires et roule-ments à Haguenau, près de Strasbourg. Ce site fabrique des roulements spéciaux pour le secteur automobile comme des galets tendeurs de courroie, des galets tripodes ainsi que des éléments de découpage de précision pour l’industrie automobile et autres secteurs industriels. Même les com-mandes complètes pour boîtes de vitesse et en particulier les systèmes de guidage linéaires en divers modèles pour toutes les branches industrielles, dont les machi-nes-outils et les robots, sont fabriqués à Haguenau. 2 500 collaborateurs du groupe Schaeffler sont employés sur ce site. Au vu de la part importante des systèmes
linéaires dans les machines-outils, il parais-sait évident de présenter aux participants la fabrication de tels composants et systèmes. Les participants ont pris part à la visite de l’usine de fabrication avec un vif intérêt la veille du congrès. Les autres ateliers com-me le montage de systèmes linéaires, les calculs avec Bearinx et les simulations de roulements de tables tournantes ont suscité beaucoup d’intérêt.
Solutions précises – succès global
A l’issue de l’accueil des participants, Helmut Bode, responsable de la branche Machine de Production, a présenté le slo-gan de la réunion : « added competence pour la machine de production : solutions précises – succès global ». S’ensuivirent des exposés sur les systèmes linéaires, les roulements de tables tournantes, les roulements de broche et sur les paliers pour vis d’entraînement ainsi que la présentation de nouvelles solutions d’entraînements d’IDAM.
Exposé du pays hôte, la Chine
« Apprendre à nager parmi les requins –les affaires avec la Chine » était le titre de l’exposé de cette année tenu par Dr Andreas Blume, ancien responsable du centre de compétence chinois de l’IHK Pfalz (chambre du commerce et de l’industrie du Palatinat). Ce dernier évoqua l’importance et le déve-loppement de l’activité des entreprises alle-mandes, en analysant les opportunités, les risques et les options au sein des relations avec les partenaires commerciaux chinois tout particulièrement pour le secteur des machines de production.
Forum des spécialistes très attendu consa-cré aux paliers de machines-outils
Au cours de son histoire de bientôt 15 ans, le « congrès technique » a évolué vers un forum important consacré aux paliers de machines-outils et leurs
sous-systèmes. Pour préserver le caractère exclusif du forum, chaque nouvelle édition est répartie en trois sessions identiques. Le nombre de participants est limité afin de favoriser les échanges. Ce forum connaît un tel succès qu’il affiche complet dans les deux à trois semaines suivant les invitations.
Le prochain congrès est prévu au 4ème trimestre 2008. ll sera à nouveau « fidèle » à son lieu d’origine, Schweinfurt.
Site de fabrication Schaeffler à Haguenau / France
Les congrès techniques conquièrent l’IndeSymposium sur les machines-outils à Bangalore
Le 25 octobre 2007, FAG Bearings India Ltd., INA Bearings India Pvt. Ltd. et la branche des machines de production de Schaeffler Industrie ont organisé un congrès technique sur les solutions de roulements pour les machines-outils à Bangalore. Plus de 82 invités de 22 entreprises industriel-les indiennes leaders dans le domaine de la construction, de la production, de la maintenance et des achats ont répondu à l’invitation au symposium sur les machi-nes-outils.
Le congrès « added competence for Machi-ne Tools » s’est ouvert par l’allumage de lampions, une cérémonie traditionnelle en
Inde, célébrée lors de grandes occasions et signe de sagesse et de réussite avant d’importants événements. L’honneur de cet allumage était bien entendu réservé au client (image).
Les exposés spécialisés sur les systèmes linéaires, les roulements pour paliers de vis d’entraînement, les tables tournantes et les roulements de broche, ainsi que sur le Service F`IS pour les machines-outils ont eu un vif succès auprès des auditeurs. Les documents relatifs au séminaire, le jeu concours avec un questionnaire spéci-fique aux applications et en particulier le certificat personnel remis à chaque partici-
Atelier linéaire dans le cadre du « congrès technique »
Impressions du « congrès technique »en Inde
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Une entreprise traditionnelle danoise innovanteL’entreprise danoise fondée en 1884, Vium Smede- og Maskinværksted A/S (VSM), produit depuis 1965 essenti-ellement des machines spécifiques à l’industrie du EPS (EPS = polystyrène expansé). En font partie les machines à couper, les machines d’emballage, les installations de convoyage et de stockage. A cela s’ajoutent les machines spéciales pour l’industrie du PUR (PUR = mousse de polyuréthane), comme les presses sous vide, les robots pulvérisateurs et les machines de fraisage. La construc-tion des machines spéciales s’effectue en étroite collaboration avec les clients, les machines et les commandes sont réalisées sur les propres sites de pro-duction. L’entreprise dont les principaux marchés se trouvent en Scandinavie et en
Allemagne compte actuellement environ 60 collaborateurs.
Projet de machine d’emballage haute performanceLe projet de deux nouvelles machines d’emballage haute performance de conception identique dont les seules di-rectives du client relevaient de la perfor-mance et de la dimension des machines a vu le jour en novembre 2006. Celles-ci devaient être utilisées au sein d’une in-stallation de production et d’emballage composée de deux chaînes de montage. Le développement des deux machines aux performances impressionnantes a été réalisé en collaboration avec Schaeffler Danemark et a fait l’objet d’un cursus technique en linéaire appliquée. Tout d’abord, de puissants servo-moteurs et entraînements par courroie crantées garantissent des vitesses et des accélé-rations maximales. Chaque machine dis-pose de six modules à courroies crantées INA avec respectivement trois courroies crantées et des systèmes de guidage à
six rangées de billes. Deux modules li-néaires horizontaux de 3,5 m actionnent le support/chariot, qui déplace les pièces à usiner respectivement de 2 m jusqu’aux modules linéaires verticaux. Les deux mo-dules linéaires verticaux permettent de garantir la fixation de la pièce à usiner et le thermosoudage du film.
Le chariot a une course maximale de 2 800 mm ; la course est fonction de la taille de la pièce à usiner. Avec une résistance totale de 450 kg et un centre de gravité situé à 650 mm au-dessus des modules linéaires, la distance totale est de 5,6 m d’arrêt en arrêt. Ceci a lieu en 2 secondes à une vitesse maximale de 110 m/min et avec une accélération d’environ 12 m/s2. Ces vitesses permet-tent une réalisation de tout le processus d’emballage de la pièce à usiner en 5 secondes environ. Le processus partiel au cours duquel le support est abaissé et maintient la pièce à usiner, sur quoi le support à souder est abaissé et le couteau coupe le film, est inférieur à une seconde.
Ceci implique d’importantes exigences notamment au niveau des modules à courroies crantées et de la programmation des servo-moteurs. Hormis les modules linéaires, la machine dispose également d’un grand nombre de guidages à rail profilé INA. Pour régler la taille des pièces à usiner, le chariot comprend six systèmes de guidage à quatre rangées de billes (KUVE 25) et douze chariots. Le couteau qui coupe le film après le thermosoudage est également guidé par un KUVE25. Le KUVE25 fonctionne à 300 m/min jusqu’à ses limites. Quatre guidages linéaires mi-niatures sont implantés pour absorber le gonflement longitudinal lors de la soudure.
Les deux machines nécessitent très peu ou pas d’entretien, à la grande satisfac-tion du client. Un bon exemple de notre« added competence » commune !
Machine d’emballage haute performance avec modules linéaires INASuccès du parternariat de développement avec VSM (Vium Smede- og Maskinværksted A/S)
Modules linéaires INA en action
Projet de développement d’une machine d’emballage haute performance
Une fascination pour les fibres grâce aux roulements à billesLes roulements INA dans les galettes pour des installations à filer et étirer sont un garant de qualité
Que ce soit en tant que cycliste, alpiniste ou simple promeneur – aujourd’hui, plus personne ne veut renoncer à des vête-ments fonctionnels. Légers et robustes, étanches et pourtant perméables à l’air, les vêtements en tissu industriel ont aujourd’hui maintes fois supplanté le coton, le cuir et autres tissus bien connus.
De tels vêtements sont tissés à partir d’un fil synthétique. Ces fils sont fabriqués dans des installations à filer et étirer qui réalisent tout, de l’alimentation en granu-
lés, jusqu’au bobinage du fil, en passant par la fusion et l’homogénéisation des po-lymères pour la filature et l’étirage. L’étirage des fils garantit une grande rési-stance et de bonnes propriétés méca-niques. Lors de ce procédé, les fils sont guidés par plusieurs galettes qui, selon la nature du filament, sont à température am-biante ou chauffées. Le réglage de la vites-se et de la température est réalisé en fonc-tion de la qualité de la fibre recherchée. Fonctionnement silencieux, vitesse élevée et résistance aux fluctuations de tempéra-
ture sont donc les principales exigences pour le roulement de telles galettes.
L’axe des galettes tourne dans deux roulements à billes disposés en X. Ceux-ci ont tout d’abord été soumis à une stabilisation thermique spécifique et sont lubrifiés avec une graisse pour hautes températures, de sorte que les roulements supportent bien les différentes températures de fonctionnement. Une précharge initiale par ressort permet de garantir la compensation de la longueur du palier libre monté dans un boîtier. Les roulements sont étanches et lubrifiés « à vie ».
Paliers INA de galettes avec roulements à billes traités thermiquement
Technique Metaplan Comment des ébauches de solutions
structurées émanent de la visualisation
d’idées individuelles
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Record mondial sur rails avec les roulements FAGLe TGV atteint 574,8 km/h
Le nouveau record sur rails de 574,8 km/h réalisé l’année dernière par le train à grande vitesse V 150 – l’abréviation signifie 150 mètres par seconde ! – a fait la joie du groupe Schaeffler. En effet, dans les moteurs à traction et les réducteurs sont utilisés les roulements à rouleaux cylindriques, les roulements à billes à quatre points de contact et les roulements à rouleaux coniques de la marque FAG. Les roulements n’ont cependant pas été conçus pour ce trajet du record, mais proviennent des fabrications standards pour les applications ferroviaires. FAG fournit ALSTOM et SNCF en roulements de transmission pour diverses générations de TGV depuis des années.
Les caractéristiques de performance lais-sent deviner avec quelle fiabilité les rou-
lements ont fonctionné dans les moteurs de traction et les réducteurs : en effet, les roulements ont dû supporter l’impressionnante puissance de 19,6 mégawatt (près de 25 000 ch) pour ce train de 234 tonnes et de 100 mètres de long avec le moins de frictions possibles. En clair : dans le trafic normal auquel les roulements sont destinés, le TGV ne déploie qu’une puissance de 9,3 MW (environ 12 600 CV), soit la moitié. La ligne de produits roulements ferroviaires de Schaeffer KG est fière de ce succès : le trajet du record est un test de sécurité réussi pour les roulements FAG. En effet, si les roulements standards résistent sans problème à une charge doublée, alors ils seront d’autant plus performants en fonctionnement normal. Vous pouvez donc vous sentir en toute sécurité !
« added competence » – Techniques de créativité pour les techniciens, partie 15
Il est important de confronter divers avis et intérêts dans le cadre du développement de stratégies d’entreprises innovantes ou de nouvelles idées de produits. Cependant, pour que ceux-ci ne conduisent qu’à une solution unique et commune, ils doivent être regroupés de manière structurée. La technique Metaplan le permet au moyen de la visualisation.
La technique Metaplan a été conçue dans les années 1960 par Wolfgang et Eberhard Schnelle, les fondateurs du conseil en planification communicative Metaplan. Cette technique repose sur une forme d’animation au cours de laquelle les contributions à la discussion des participants sont inscrites sur des cartes puis visuali-sées sur un tableau ou un grand panneau d’affichage. Lors de leur utilisation, on veille particulièrement à ne pas mentionner uniquement les résultats de la discus-sion, mais aussi tout le déroulement de celle-ci, avec tous les arguments et contre-arguments. Il est ainsi possible d’aborder des thèmes très complexes ou con-troversés de manière structurée. Les relations peuvent être modifiées à tout moment pour de nouvelles ap-proches créatives.
Les principales caractéristiques de la technique Metaplan sont, outre la visualisation des contributions, le travail interactif en groupes et une bonne animation. Les propositions de solutions sont recherchées via une méthode de questions spécifiques : les questions ou-vertes ou provocantes peuvent ouvrir un horizon plus vaste lors de la résolution du problème. Des différences
hiérarchiques entre les participants sont tout à fait sou-haitables, mais devraient être annulées par l’animateur.
Règles particulières de la technique Metaplan :
Règle de courtoisie : chaque participant est en même temps actif et assistant. Ainsi, les participants sont également tenus, par exemple, de mettre à disposition du matériel de travail ou des boissons.Règle des �0 secondes : aucun temps de parole ne doit dépasser les 30 secondes. Pendant une prise de parole, les autres participants peuvent également noter leurs idées au tableau.
Déroulement de la technique Metaplan :1. L’animateur présente au groupe le problème à
résoudre ou le thème et distribue le matériel de travail (fiches, stylos, etc.).
2. Les participants notent sur ces fiches leurs idées, critiques, propositions, avis sous forme de mots-clés (une idée par fiche). Ils ne disposent pour cela que de quelques minutes.
3. Après la collecte des idées, les fiches sont disposées librement sur un tableau ou un grand panneau d’affichage. Pour gagner du temps, ces fiches peuvent déjà être disposées lors du traitement.
4. Sous la direction de l’animateur, le groupe définit ensuite des mots clés pour classer les fiches.
5. Les thèmes principaux établis sont traités en petits groupes puis présentés à l’ensemble des partici-pants pour être développés.
Mode d’action de la technique Metaplan :Le tableau structuré est conservé, les informations sont accessibles à tous les participants et disponibles lors d’une prochaine session.
Avantages de la technique Metaplan :· La méthode permet une participation équitable de
tous les participants.· Les fiches de résultats avec les propositions de solu-
tions peuvent être déplacées, complétées et modi-fiées à tout moment.
· Le travail en groupes permet d’obtenir une grande motivation des participants.
· Les idées ne se perdent pas, puisque les fiches res-tent au tableau.
· Un développement successif de résolutions de pro-blèmes est ainsi possible.
· Le temps consacré reste relativement faible, même en cas de groupes importants.
La technique Metaplan apporte un enrichissement des connaissances à tous les participants, et convient par-faitement au développement de nouvelles stratégies d’entreprises ou de production.
Le train V 150 du record avec des roulements FAG dans les moteurs de traction et les réducteurs
Le soleil de l’Australie comme réservoir d’énergie
Editon 1/2008 – Page 7
L’institut universitaire de technologie de Delft remporte le Solar Challenge avec des roulements Schaeffler
� 000 kilomètres à travers l’Australie sans pollution ni essence
En route vers la réussite avec des paliers lisses, des embouts à rotule et des roulements de broche Schaeffler
Lexique Paliers à roulement :
Une précharge est une sollicitation axiale ou radiale qui s’exerce de manière uniforme sur tous les éléments roulants et qui n’est générée par aucune charge extérieure au roulement. Une précharge radiale peut apparaître lors du montage par des influences liées aux ajustements, ou en fonctionnement par des phénomènes de températures ou de forces centrifuges qui entraînent des gonflements de bagues. Une précharge radiale trop importante génère une contrainte radiale qui conduit à un échauffement et une détérioration du roulement. Ceci a lieu en particulier pour les roulements à rouleaux cylindriques mais dans certaines conditions thermiques aussi pour les roulements à billes ou les roulements de broche avec un angle de contact de 15°. Une précharge axiale survient lors de la mise en tension axiale de roulements via leur déport prédéfini géométriquement (valeur de précharge). Le roulement est alors préchargé de manière rigide. La valeur de la précharge du roulement dépend de la série de roulement, de l’angle de contact et de la dimension du roulement. Les valeurs mentionnées dans les tableaux de dimensions du catalogue des roulements de broche sont des valeurs nominales valables pour les paires de roulements en O ou en X non montées. Alternativement, les roulements peuvent être préchargés de manière élastique par des ressorts de pression ou hydraulique. Pour cela, choisir une force de précharge qui correspond
au moins à la précharge moyenne du roulement (voir par ex. M dans les tableaux de roulements du catalogue de roulements de broche de FAG AC41 130/7 DA).
Le roulement devient plus rigide et la vitesse plus faible avec une précharge croissante. Il existe un risque de surchauffe en cas de précharge trop forte et simultanément de vitesses très importantes. Les roulements préchargés de manière rigide sont, en particulier lorsque l’écartement des roulements est faible, très sensibles aux différences de températures entre l’arbre et le logement, étant donné que la précharge augmente sensiblement au sein du jeu de roulement. Les montages fixes avec un grand écarte-
ment et des roulements précontraints de manière élastique y sont moins sensibles. Les roulements avec des éléments roulants en céramique ont en général des températures de fonctionnement plus faibles. La précharge dans un système fixe augmente moins rapidement en cas de un ∆T croissant avec des billes en céramique qu’avec des billes en acier. Pour les précharges rigides, tenir compte des facteurs de réduction de vitesse (voir par ex. le catalogue AC 41 130/7 DA, page 189). Les vitesses en fonction des tableaux de dimensions ne peuvent être atteintes qu’avec des roulements montés de manière élastique en raison de leur faible sensibilité thermique.
Précharge radiale et axiale
Déport
Valeur de la
précharge
Taille de la bille/matériau de la billeType de roulement
Charge Vitesse Durée de fonctionne-ment
Grande/AcierB..
Elevée Moyenne Bonne
Petite/AcierHS..
Moyenne Elevée Meilleure
Grande/CéramiqueHCB..
Moyenne Elevée Nettement meilleure
Petite/CéramiqueHC..
Faible Maximale Parfaite
X-life ultraXC.., XCB..
Premium Premium Premium
Des roulements de très grande précision, très résistants et quasi sans friction du groupe Schaeffler ont sensiblement contri-bué à la réussite de l’équipe de l’institut universitaire de technologie de Delft au World Solar Challenge 2007. Cette course de � 000 kilomètres à travers l’Australie de véhicules à énergie solaire est l’une des courses les plus rudes au monde.
Les véhicules fonctionnent ainsi exclusive-ment à l’énergie solaire grâce à des cap-
teurs solaires placés sur 6m2 sur le toit du véhicule. L’équipe l’institut universitaire de technologie de Delft a collaboré pour la pre-mière fois avec les spécialistes roulements du groupe Schaeffler. Des paliers lisses et des embouts à rotule de la marque ELGES ont aussi été utilisés dans la suspension de la roue et la direction. Les essieux entraînés par un moteur électrique à énergie solaire ont joué un rôle particulier. Les solutions automobiles standards étaient trop volumi-neuses et trop lourdes pour les bolides so-
laires au poids optimisé. D’où l’utilisation de roulements de broche en céramique de FAG, habituellement implantés dans les ma-chines-outils. Dans ces applications, ils fonctionnent normalement à des tempéra-tures extrêmes et à des vitesses très éle-vées, avec très peu de frottements, leur fonction était là non conventionnelle...
Le groupe Schaeffler est bien-sûr particulière-ment fier du vif succès des étudiants hollan-dais. Berry Westerhof de Schaeffler Pays-Bas et le Dr Ralf Hund, responsable du pré-développement de roulements de roue dans l’usine FAG de Schweinfurt et leurs équipes ont assisté activement les étudi-ants dans le cadre des questions relatives aux roulements et leur ont fourni des pro-duits Schaeffler. « C’est fabuleux que notre première participation à cette course nous propulse à la première place du podium », se réjouit le Dr Hund. Plus de 40 équipes venues du monde entier et parmi lesquelles figuraient également des fabricants auto-mobiles de renom se sont rassemblées le dimanche 21 octobre 2007 à Darwin. Quat-re jours plus tard, l’équipe de Delft fut la première à franchir la ligne d’arrivée – avec près de 45 minutes d’avance sur le second ! Les bolides ressemblent à des tapis volants, mais sont en réalité des véhicules futuristes
aux performances surprenantes. La cons-truction complète, tous les matériaux et composants sont légers et conçus pour hautes performances. Avec leur machine de près de 180 kilogrammes, l’équipe championne a affiché 90 km/h au compteur en moyenne, mais a également réalisé des vitesses de pointe de plus de 140 km/h. Plus de 800 kilomètres ont été parcourus par jour, sans une seule goutte d’essence ! Peut-être est-ce là déjà un aperçu des stan-dards de demain ?
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Edition 1/2008 – Page 8
Gagnez un iPod !
Notre question :Avec quel roulement INA le montage expérimental de table tournante à compen-sation magnétique a-t-il été réalisé ?
Merci de noter votre réponse sur le coupon ci-contre et de l’envoyer, dûment complété, à :
Schaeffler KG ProduktionsmachinenIEBSWE-LSAGeorg-Schäfer-Straße 30D-97421 Schweinfurt
Fax: +49 (0) 97 21/91 14 35Date limite d’envoi : 31/12/2008
Toute action en justice est exclue. Ce jeu n’est pas ouvert au personnel du groupe Schaeffler et de ses partenaires commerciaux.
Oui, je veux participer au tirage au sort d’un iPod !
VOTRE REPONSE: _____________________________________________________
Nom, prénom : _________________________________________________________
Société : _______________________________________________________________
N°, rue : _______________________________________________________________
CP / localité : ___________________________________________________________
Tél. : __________________________________________________________________
Fax : __________________________________________________________________
Courriel : ______________________________________________________________
Merci de répondre aussi aux questions suivantes :L’adresse à laquelle nous avons envoyé ce journal est-elle correcte ? Sinon, nous l’indiquer ci-dessous (en majuscules).
Qui d’autre dans votre entreprise est intéressé par « added competence » ?
Quelles améliorations attendez-vous de la nouvelle branche Machines de production de Schaeffler KG ?
LAST BUT NOT LEAST
Le vainqueur du jeu concours de l’édition de 2006/2007
Annoncer la couleur lors des journées de
conception de machines – le groupe
Schaeffler participe aux plus grands salons
L’échange interdisciplinaire autour des machi-
nes de production est important pour le grou-
pe Schaeffler, et pas uniquement dans le cad-
re de ses propres « congrès techniques ». La
DANS notre édition 2/2008
1. Roulements à rouleaux cylindriques High-Speed
2. Nouvelles techniques de surfaces Schaeffler
3. Profession mécatronicien
Monsieur Rolf Konrad (à droite) de l’entreprise Konrad Haluk Industriebedarf GmbH à Elztal-Dallau est l’heureux gagnant d’un GPS. Celui-ci lui a été remis par Alexander Youkhanis du bureau de Schaeffler KG à Stuttgart.
WL
02
12
5 F
A
branches des machines de production de
Schaeffler était également présente lors des
journées de conception de machines de
Göpping en mars 2007 en tant que partici-
pant et exposant. Il en sera bien entendu de
même lors du colloque consacré aux machi-
nes-outils d’Aix-la-Chapelle en juin 2008.
A GAGNER!!!
Votre revendeur agréé : H O T L I N E SFrance Tél. +33 (0)3 88 63 40 40 Fax +33 (0)3 88 63 40 41
Allemagne Tél. +49 (0) 97 21/91 19 11 Fax +49 (0) 97 21/91 14 35
Suisse Tél. +41 (1) 8 52/20 10 Fax +41 (1) 8 52/20 19
Courriel : [email protected] www.schaeffler.fr
Edition
Editeur :Schaeffler KG Machines de production GB
Responsable :Claudia Kaufhold
Adresse :Schaeffler KG IEBSWE-LSAGeorg-Schäfer-Straße 30D-97421 Schweinfurt
Tél. +49 (0)9721‑/‑91 19 11Fax +49 (0)9721‑/‑91 63 16
A Member of the Schaeffler Group
Membres de la rédaction :Helmut BodeMartin SchreiberClaudia KaufholdNorfried Köhler
Conception :Buena la Vista AG, Würzburg
Schaeffler et la « Tata-Nano »
La plus petite voiture la moins chère au monde, la « Tata-Nano », a suscité un vif intérêt en janvier au salon de l’automobile de New Delhi, notamment en raison de son prix très avantageux. Le quatre places indien sera en effet bientôt disponible à 1 700 ¤ seulement dans sa version basique.
La mini limousine jaune vif nous livre cependant encore quelques détails intéressants ! Les roule-ments de roue de l’essieu arrière ainsi que les doigts arrêtoirs de la commande de vitesse sont, par exemple, co-réalisés par le groupe Schaeffler Automotive. On escompte des ventes pouvant atteindre 10 millions de véhicules par an d’ici 2010. La Nano se transformera-t-elle en méga succès ?