Investissements massifs en R&D : une constante - Scherdel GmbH

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PRODUITS CONSTRUCTION DE MACHINES – TECHNOLOGIE & DEVELOPPEMENT DE PRODUITS – NOUVELLES La sécurité de fonctionnement avant tout Un ressort de soupape de moteur de voiture moderne produit à raison de 200 millions d'unités annuelles doit présenter une qualité élevée constante pour pouvoir résister sans rupture et avec un minimum de relaxation aux contraintes dynamiques et au quelque milliard de cycles de sa vie utile. Sur les moteurs de poids lourds, les exigences sur la durée de vie de ressorts sont similaires à celles des moteurs de voitures : les contraintes dynamiques subies par les ressorts de soupapes sont, certes, inférieures, mais l’usure mécanique représente une problématique particulière. A son tour, la construction de moteurs pour camions en petites et moyennes séries exige, bien entendu, une qualité élevée constante des ressorts de soupapes. La résistance maximale sous conditions de service requise dans les applications telles que les moteurs de bateaux ou les moteurs stationnaires des centrales thermiques en montage bloc est la première des priorités, car une défaillance et des arrêts de production peuvent entraîner des coûts exorbitants. Les ressorts de soupapes pour moteurs de motos constituent un défi d’une nature totalement différente. En raison des régimes de plus de 14 000 tours/mn atteints, les phénomènes dynamiques sont nettement plus importants et exigent des procédés de fabrication spéciaux assurant l'intégrité des composants et qui sont souvent hérités des très hautes exigences posées aux ressorts de soupapes utilisés dans les sports mécaniques. (jh) Contact SCHERDEL Scherdelstraße 2 D-95615 Marktredwitz Allemagne Les ressorts de soupapes SCHERD Construction de machines en interne et compéten male – Optimisation des ressorts en fonction de ch F ace à la diversité des exigences posées aux ressorts de soupapes dans chaque application, SCHERDEL s’est doté très tôt des équipements de production requis en construisant ses propres machines, taillées sur mesure en fonction des paramètres des ressorts. Au fil du temps, dans toutes les étapes de processus (enroulement, revenu, meulage, chanfreinage, grenaillage, marquage peinture, fluage, contrôle 100%, protection) le savoir-faire intégral des spécialistes du ressort de l'entreprise a été mis à profit dans la conception et l’exécution des machines nécessaires, permettant de réunir les exigences particulières en termes de volumes ou de paramètres techniques. Autre avantage du transfert de savoirfaire entre les services de fabrication des ressorts et de construction de machines : les solutions spéciales telles que le contrôle 100% de la perpendicularité, la mesure de la fréquence propre ou les marquages spéciaux sur un certain côté du ressort (sur toute la surface ou sous forme de code-barres) peuvent être adaptées à chaque ligne de production. Grâce à ses équipements de production flexibles, SCHERDEL est capable de fabriquer des ressorts de soupapes répondant à toutes les exigences posées et dans une qualité constante. Et cela quel que soit le volume – de la petite série à la production de 20 millions d’unités annuelles, que les ressorts de soupapes doivent résister à quelques heures de course seulement comme dans les sports mécaniques ou garantir pendant des dizaines d’années la vitalité d’un moteur. Importance du consultant scientifique pour les fabricants des matières Pour pouvoir atteindre cet objectif ambitieux de développement de produits pour une plage d’applications extrêmement étendue, la technologie de fabrication doit aller de pair avec un savoirfaire intégral sur les matières employées. Raison pour laquelle l’une des tâches quotidiennes de SCHERDEL consiste à accompagner et assister les aciéristes et les tréfileurs par le biais de méthodes de contrôle appropriées et d’un conseil scientifique, afin d’améliorer la qualité des matières. Moyennant ce processus, le Groupe est parvenu à obtenir auprès de ses clients des homologations relatives aux fournisseurs de matières internationaux afin, d'une part, de stimuler la concurrence et, d’autre part, de minimiser les effets de changes liés aux achats sur le marché global. 4 Jürgen Hartmann Tél. +49 9231 603-521 E-mail: juergen.hartmann@scherdel.de
EL – un produit de pointe dans le monde entier ce en matériaux sont à la base d’une qualité maxiaque moteur La connaissance par SCHERDEL des résistances sous conditions de service liées aux différentes combinaisons d’aciers disponibles et aux différents processus de fabrication permet, moyennant des paramètres de fabrication optimisés (par ex. SCHERDEL SOF), d'opter pour des solutions à moindre coût et d’éviter ainsi les matières les plus onéreuses. Cette connaissance a été acquise par SCHERDEL à travers des essais d’endurance menés sur des machines d’endurance développées et construites en interne. Il est également essentiel de connaître et de pouvoir mesurer la formation des contraintes résiduelles dans un ressort à chaque phase de fabrication, et d’agir à ce niveau pour optimiser la phase concernée. En parallèle à la simulation de l'ensemble des phases de production par la méthode FEM, SCHERDEL a aussi la possibilité de déterminer les contraintes résiduelles des ressorts de soupapes à l’aide d’un diffractomètre de rayons X, ce qui permet une traçabilité par rapport à chaque phase de fabrication. SCHERDEL utilise aussi un microscope à balayage électronique pour déterminer la cause de la défaillance d'un ressort de soupape et aider ainsi les fournisseurs de fil ou d'acier à faire évoluer leurs processus de fabrication. Des programmes de calculs de pointe, sources d’économies Avant la fabrication en série d’un ressort de soupape et en fonction des impératifs techniques du constructeur de moteurs, SCHERDEL élabore des propositions de ressorts de soupapes à l’aide de programmes de calcul développés en interne. Selon les exigences, les calculs portent sur des ressorts linéaires ou progressifs avec des enroulements d’amortissement. Toutes les formes de ressorts possibles et imaginables (cylindrique, conique, nid d’abeille) peuvent être combinées aux sections de fils les plus diverses, du fil rond au fil elliptique en passant par les variantes Multiarc. Pour réduire les cycles de développement et donc les coûts, le calcul préalable des caractéristiques dynamiques (simulation multi-corps) des ressorts de soupapes est de plus en plus employé. Il permet, avant la fabrication des pièces d'essai, d'exclure les variantes les moins adaptées. Dès que les premiers prototypes sont disponibles, SCHERDEL est en mesure de réaliser, au sein de leur propre service de mesure et d'essai, des mesures dynamiques sur les ressorts de soupapes avec des jauges de contraintes collées sur les culasses. Ces premiers résultats permettent d'évaluer non seulement les contraintes de torsion, décisives dans la vie utile d’un ressort de soupape, mais aussi la force d'appui appliquée sous la soupape, ainsi que la course de la soupape et la vitesse de la soupape sur la plage de régime exigée. Le constructeur de moteur dispose ainsi d'une aide à la décision sur la qualification du ressort de soupape pour les essais ultérieurs réalisés sur le moteur. Sécurité de fonctionnement maximale Rudolf Diesel faisait déjà appel à SCHERDEL « Le progrès par la tradition » – ce leitmotiv de la philosophie d’entreprise SCHERDEL se reflète surtout dans l’expérience de longue date de la société dans la fabrication de ressorts. Lors de la construction du premier moteur diesel au monde par Rudolf Diesel en 1893, SCHERDEL était déjà de la partie et avait fourni les ressorts de soupapes, avant de devenir aujourd’hui, au prix de pratiquement 120 ans de développements innovants, un leader international du ressort de soupape maîtrisant toutes les applications dans ce domaine. Pendant ces longues années, l’esprit de pionnier des ingénieurs et techniciens de SCHERDEL a été le moteur permanent du progrès : comme par exemple en 1936, année où SCHERDEL a utilisé pour la première fois en Europe le procédé de grenaillage pour améliorer l’endurance des ressorts. Dans ses sites de Marktredwitz (Allemagne), Beauvais (France) et Anqing (Chine), SCHERDEL produit actuellement env. 200 millions de ressorts de soupape annuels pour des constructeurs de moteurs locaux et internationaux avec un taux de défaillance inférieur à 0,1ppm. Fort de son savoir-faire complet sur le calcul des ressorts, les matières de base, les processus de fabrication et les méthodes d’essai, SCHERDEL se pose en leader mondial du développement intégral de ressorts de soupapes. (jh) 5 CONSTRUCTION DE MACHINES – TECHNOLOGIE & DEVELOPPEMENT DE PRODUITS – NOUVELLES
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