sabrina callies
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Sabrina CALLIES
Projet de fin d’études avril-juin 2002
SOMMAIRE Présentation de SOMFY
• L’historique
• SOMFY international
• Les marchés et les produits
L’environnement du projet de fin d’études
• Le sujet
• La démarche
• Le contexte
Le projet de fin d’études
• Les différents systèmes de frein
• L’étude comparative des coûts
• Les performances
Bilan
HISTORIQUE
1960
naissance de la Société d’Outillage et de
Mécanique du FaucignY (SOMFY) à Cluses
1969-1984
essor de l’entreprise
avec création de gammes de moteurs
tubulaires
1967
création du premier moteur tubulaire pour le
compte d’un fabricant de store lyonnais
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
HISTORIQUE
1984
rachat par la société DAMART SA
1984-1995
rachat du principal concurrent Simu SA
rachat de Spirel Bobinage, sous-traitant clef
en matière de bobinage
modernisation des gammes
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
HISTORIQUE
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
BOSCH
1995-2001
croissance de SOMFY international
intégration de nouvelles entreprises
dédiées au mouvement intelligent dans
l’habitat
SOMFYINTERNATIONAL
SOMFY en chiffres :
480 M € de chiffre d’affaires
65% du marché
Plus de 2500 employés
45 filiales et 14 bureaux dans 39 pays
1 moteur installé toutes les 5 secondes
100 millions d’utilisateurs à travers le
monde
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
MARCHÉS
Fermetures
commerciales et
industrielles
Fermeture
résidentielle
Protection
solaire
extérieure
Décoration
et store
d ’intérieur
Solutions
chantiers
Accès
résidentiel
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
PRODUITS
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
MOTEUR TUBULAIRE
Condensateur
Module de réglage
des fins de courses
Moteur
Réducteur
Axe de sortie
Frein
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
SUJET DU PFE
Mon travail: réaliser à destination des
concepteurs, une synthèse
présentant :
• les avantages et les contraintes des
différentes solutions
• les performances et les limites
• les coûts et les investissements
Objectif : capitaliser sur les différents
systèmes de freinage
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
CONTEXTE
Plusieurs types de produits avec
différents systèmes de freinage
Trois situations possibles:
– Frein produit en série
– Frein en développement
– Solution de frein étudiée puis mise en
attente
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
DÉMARCHE
Cadrer le
sujet
Reboucle
r
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
Réunir l’information
Analyser les informations
Synthétiser
Compléter
l’information
Ordonner/Formaliser
Présenter
PROJET DE FIN D’ETUDES
Présentation pour chaque frein:
- principe et applications
- principaux avantages
- principaux inconvénients
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
Etude comparative des performances puis
des coûts
FREIN COULISSANT
Fonctionnement avec moteur asynchrone
uniquement
Frein produit en série pour toute une gamme de
moteurs pour tubes Ø 40, Ø 50 et Ø 60
Plateau frein fixe
Garniture
Plateau frein mobile
Ressort frein
Bague d’appel
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN COULISSANT
Avantages
Utilisation adaptée pour toute une gamme
de produit (faible et fort couples)
Freinage instantané en montée comme en
descente
Expérience SOMFY
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN COULISSANT
Inconvénients
Le frein ne doit pas patiner sous peine
d’une dégradation très rapide
Une partie de la longueur du rotor est
utilisée pour l’appel du plateau
Bruit → claquement du plateau frein
mobile
Points de vigilance lors de la conception→ maîtriser l’entrefer→ pas d’arc-boutement du plateau mobile
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A CAME
Ressort
Garniture
Contre plateau
d’entraînement
Rotor +
axe
Disque
frein
Doigt de
came
Plateau
mobile
Fonctionnement avec moteur asynchrone ou
moteur à courant continu
Frein en développement pour moteurs pour
tubes Ø 45
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A CAME
Avantages
Toute la hauteur du rotor est utilisée pour
générer le couple
Prix
Moteur ne tourne jamais à vide
→ le moteur chauffe moins
→ réduction du bruit moteur
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A CAME
Inconvénients
Temps de réponse du frein maîtrise de
la friction
Difficulté pour employer une électronique
voulant interpréter les paramètres moteur
afin de déterminer une fin de course ou
une butée
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
Solutions à l’étude
frein à came à billes
optimisation de la pente de la rampe
optimisation des matériaux
FREIN CENTRIFUGE
Masselotte Palier central
avec garniture silicone
Barillet
rentrant
Ressort
torique
Fonctionnement avec moteur à courant
continu (ou moteur asynchrone)
Etudié et mis en attente
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN CENTRIFUGE
Avantages
Toute la hauteur du rotor est utilisée pour
générer le couple
Prix
Utilisation envisageable pour toute une
gamme de produit (faible et fort couples)
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN CENTRIFUGE
Inconvénients
Nécessité d’avoir une électronique qui
stoppe la rotation du moteur en cas de
coupure de courant ou de survitesse
Surcouple nécessaire pour démarrer
Risque potentiel de bruit claquement
lorsque les masselottes s’écartent
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A DEPLACEMENT AXIAL
Ressort
Rondelle d’appui
Garniture
Rotor
+ axe
CarterStator Plateau
frein
Fonctionnement avec moteur asynchrone
uniquement
Etudié et mis en attente
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A DEPLACEMENT AXIAL
Avantages
Maîtrise précise de la valeur de l’entrefer
pas nécessaire (grand déplacement
possible)
possibilité d'élargir les tolérances sur les
pièces et sur le procédé
Prix
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A DEPLACEMENT AXIAL
Inconvénients
Couple de freinage limité car la force
permettant le repositionnement axial du
rotor dans son stator est limitée (<2,5 N)
Déplacement du rotor par rapport au
stator donc perte théorique sur le couple
de démarrage du moteur
Améliorations potentielles
surfaces de frottement coniques
frein multi-disques mais répercussion surle prix
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
ÉLECTROFREIN
Armature
Plateau d’appelPlateau frein
Corps d’électrofrein
Garniture
Ressort
Bobine
Fonctionnement avec moteur asynchrone ou
moteur à courant continu
Frein produit en série pour des actionneurs
destinés à des applications particulières
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
ÉLECTROFREIN
Avantages
Utilisation possible sur toutes les plages
de couples
Freinage instantané en montée comme en
descente
Le frein peut être piloté indépendamment
du moteur
Toute la hauteur du rotor est utilisée pour
générer le couple
Expérience SOMFY
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
ÉLECTROFREIN
Inconvénients
Prix élevé
Amélioration potentielle actuellementfaibles séries : le frein pourraitcertainement être optimisé en coût
Encombrement (place de la bobine)
Bruit claquement du plateau d’appel sur
la carcasse de la bobine lors du débrayage du
frein
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A RESSORT
Fonctionnement avec moteur asynchrone ou
moteur à courant continu
Frein produit en série pour moteurs pour tubes Ø
25
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
Ressort
Plateau 3Entraîneur
FREIN A RESSORT
Avantages
Prix
Montage simple car nombre de pièces
réduit
Faible encombrement
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
FREIN A RESSORT
Inconvénients
Maîtrise de la friction difficile pour une
application en grande série (variation du
dimensionnel des pièces, dilatation
thermique, usure en durée de vie…)
Problème de « jumping » (descente par à-
coup de la charge)
Amélioration potentielle meilleuremaîtrise des tolérances des pièces (carteren acier usiné par exemple)
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
Amélioration potentielle monter le freinà ressort entre le 2ème et le 3ème étage duréducteur (rapport de réduction entre lefrein et la charge)
PERFORMANCES
Frein à
ressort
Electrofrein
Frein
coulissant
Frein à
came
Frein
centrifuge
Frein à
déplacement
axial
0.1 1 10 20 50 100 1200.5 5
Couple nominal en Nm
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
EVALUATION DES COÛTS
Produit(pièces+main d’œuvre)
Investissements(outillage + process)
Frein à ressort 0.47 € 85 000 €
Frein à
déplacement axial
0.48 € 185 000 €
Frein à came 0.97 € 575 000 €
Frein centrifuge 1.01 € 450 000 €
Frein coulissant 1.38 € 470 000 €
Electrofrein 2.16 € 550 000 €
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
SYNTHESE
Performances Coût Maîtrise des
délais de
développementFreinage Moteur Produit Invest
<5
Nm
5Nm<Cn
<25Nm
>25
Nm
asynchrone courant
continu
Frein
coulissant+ ++ ++ ++ -- + - ++
Frein à came - ++ + ++ ++ ++ - +
Frein
centrifuge- + ++ - + + - -
Frein à
déplacement
axial
++ + -- + -- ++ + -
Electrofrein ++ ++ ++ ++ ++ - - +
Frein à
ressort+ - -- + + ++ ++ -
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
BILAN
• Connaissances techniques sur le freinage, la
résolution des problèmes, les méthodes de
mise au point et de développement possible
• Gestion d’un projet: savoir prendre du recul,
définir les objectifs, poser les vrais problèmes
• Travail dans un milieu industriel: gérer les
ressources humaines et matérielles, prendre
en compte les contraintes des différents
métiers
- Présentation de SOMFY
- Environnement du PFE
- PFE
- Bilan
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