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Mauerstetten, 07.03.2017

Poussés à l’extrême

Limiteurs de couple à grande vitesse pour bancs d’essais à haute performance
Poussés à l’extrême

Les bancs d’essais dans le secteur automobile sont l’objet de hautes exigences en ce qui concerne les systèmes d’entraînements. Il est de ce fait essentiel de protéger efficacement des dommages les pièces coûteuses et les dispositifs de mesures sensibles. Les limiteurs « haute vitesse » EAS®-HSC et EAS®-HSE développés par mayr® sont des produits spécialement conçus pour ces technologies spécifiques. D’une qualité et d’un degré de protection élevés, ils ne perturbent pas les signaux des appareils de mesure et leur efficacité a convaincu nombre d’utilisateurs. Dans la production de véhicules auto-moto moderne, la recherche et le développement ainsi que le souci d’une qualité irréprochable sont de nos jours des prérequis essentiels. Les bancs d’essais et leurs composants, en permettant la simulation du spectre complet des charges sur la ligne d’entraînement, prennent une importance croissante. Pendant la période de développement en particulier, les systèmes sont fréquemment poussés jusqu’à leurs limites. Dans ces conditions extrêmes, la défaillance d’une pièce est possible. Afin de protéger cette pièce onéreuse ainsi que le dispositif de mesure de tout dommage, des limiteurs de couple sont utilisés dans de nombreuses applications de bancs d’essais. Ces limiteurs doivent se conformer aux nombreuses exigences de cette technologie et être également capables de travailler de façon fiable à de très hautes vitesses. Avec les limiteurs sans jeu et rigides en torsion EAS®-HSC et EAS®-HSE, mayr® offre la protection adéquate contre les surcharges des applications haute vitesse. Haute qualité d’équilibrage pour un fonctionnement optimal sans à-coups Sur le banc d’essai, si le couple vient à dépasser la valeur réglée, le limiteur déclenche et déconnecte les côtés moteur et entraîné en une fraction de seconde. Suite à une surcharge, l’arbre de mesure doit, au pire, être à nouveau réglé. Le limiteur protège efficacement la ligne d’entraînement et toutes les pièces testées. Les EAS®-HSC/HSE sont compacts, à haute performance et à faible moment d’inertie. Un EAS®-HSE avec un couple de 1000 Nm par exemple, possède une masse bien inférieure à 10kg. De fabrication compacte, il est possible, avec un diamètre extérieur de 125mm, de monter un arbre de 60mm. Une des conditions primordiales pour l’utilisation d’un limiteur dans des applications à grande vitesse est un équilibrage de haute qualité de chaque élément, afin d’obtenir un service régulier optimal de toute la chaîne cinématique. Alors que la vitesse augmente, des déséquilibrages créent des vibrations et une force centrifuge importante. Le banc d’essais entier est alors mis sous contrainte, provoquant un fonctionnement irrégulier et perturbant les résultats des appareils de mesure. Ainsi, l’optimisation du déséquilibrage de masse a été la priorité lors du développement des EAS®-HSC/HSE. Leur construction particulière assure le maintien en place des composants à l’intérieur du limiteur et ce, même après une surcharge. De plus, en standard, les limiteurs, une fois complétement montés, sont équilibrés à une qualité G 2.5 à une vitesse de référence de 3000 tr/mn. Roulements de qualité supérieure La tolérance d’usinage entre l’arbre respectif du client et l’alésage du limiteur est réduite afin que le limiteur complétement assemblé, réglé et ajusté à la vitesse souhaitée fournisse la qualité d’équilibrage nécessaire même après son intégration au sein du banc d’essais. Les alésages sont usinés avec une tolérance H6 en standard et la liaison arbre-moyeu entraînée par un dispositif de serrage conique assure une transmission du couple sans jeu. De plus, des roulements à billes de haute qualité absorbent les forces extérieures qui agissent sur le flasque. Le mécanisme de déclenchement ne reçoit donc aucun impact et une valeur de couple précise est maintenue. Ces roulements sont conçus dans le but de résister à des accélérations très élevées. Elles se produisent par exemple lorsque la ligne d’entraînement est bloquée suite au déclenchement du limiteur, le côté entrée étant alors fortement accéléré par rapport à la sortie. Compact et puissant En mode opératoire normal, l’EAS®-HSC transmet le couple via des billes qui s’engagent simultanément dans les logements du moyeu et de la bride de sortie. Les roulements à bille sont précontraints par les rondelles Belleville via une un écrou de réglage. La force élevée du ressort est proportionnelle au couple transmissible. Ce processus demeure sans-jeu même lorsque les logements sont usés. Dans ses limiteurs de couple, mayr® utilise des rondelles Belleville avec des propriétés élastiques particulières. Le couple est ainsi transmis avec une grande rigidité torsionnelle jusqu’à la valeur cible préréglée. En cas de surcharge, la force précontrainte des ressorts décroit et le limiteur déclenche avec une extrême précision. Un détecteur repère le déplacement dû au déclenchement et arrête l’entraînement. La ligne d’entraînement peut ralentir librement et par conséquent aucun glissement ne se produit pendant le temps de déclenchement. Cela pourrait influencer négativement la ligne et donc l’équipement de mesure du couple sur le banc d’essais. La conception de l’élément de transmission est telle qu’un ré-enclenchement est seulement possible en position de déclenchement. En mode opératoire, chaque pièce du limiteur est ainsi placée dans la même position angulaire par rapport l’autre et la qualité d’équilibrage est ainsi conservée. Le détecteur permet un ré enclenchement simple et rapide sans effort supplémentaire. Grande vitesse – jusqu’à 20 000 tr/mn Avec l’EAS®-HSE, chaque élément transfère le couple grâce au verrouillage positif. En cas de surcharge, ils désolidarisent les côtés moteurs et entraînés en une fraction de seconde sans pratiquement aucun couple résiduel et avec une grande précision. L’énergie cinétique des masses en rotation peut se dissiper librement. Le ré-enclenchement n’est pas automatique, les éléments demeurent séparés en attendant un ré-enclenchement manuel ou avec l’utilisation d’un outil. En version standard, les EAS®-HSC couvrent une plage de couple atteignant les 1000 Nm, et 10 000 Nm pour les EAS®-HSE. Ces deux limiteurs atteignent des vitesses de l’ordre de 12 000 tr/mn. En version spéciale, des couples et des vitesses élevées jusqu’à 20 000 tr/mn sont possibles. Pour des relevés de mesures précis Outre les limiteurs de couple, les accouplements permettant de compenser les désalignements sont également des éléments essentiels pour les bancs d’essais puisqu’ils réduisent les variables perturbatrices pouvant affecter l’outil de mesure. Ces variables ou « charges parasite », sont le plus souvent dues à des erreurs d’alignement dans l’entraînement. Les désalignements entre les côtés moteur et entraîné se produisent dans pratiquement toutes les applications. C’est pour remédier à cela que des accouplements sont utilisés en complément de la bride de mesure. Mayr® propose des exécutions de ses accouplements adaptées aux exigences des couplemètres modernes, inspirées par la gamme de renom du ROBA®-DS. Ces accouplements remplissent toutes les conditions pour apporter des relevés de mesure précis. Ils transmettent le couple sans-jeu et avec une très haute rigidité torsionnelle, corrigeant ainsi les problèmes de désalignements. Ils assurent non seulement une mesure précise, mais protègent également les roulements des charges inutiles. Robustes, avec une haute densité de performance, ces accouplements se caractérisent également par leur fonctionnement silencieux, leur faible moment d’inertie et leur haute qualité d’équilibrage.