FT107. Technologie Bagues de tolérance

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TECHNOLOGIE
Bagues de tolérance
La polyvalence
De conception simple et d’utilisation aisée, les bagues de tolérance constituent des
solutions pratiques et rentables pour un éventail incroyablement large
d’applications automobiles. Chris Needes de Rencol nous présente les bagues de
tolérance et nous explique certaines de leurs utilisations.
types présentent cependant
une caractéristique commune :
une série de protubérances ou
de « vagues » sur leur circonférence. Chacune de ces ondulations agit comme un ressort
radial qui, une fois la bague de
tolérance en place, permet de
transférer les forces entre les
composants accouplés.
Cette disposition permet aux
bagues de tolérance de gérer
un transfert de couple direct, un
glissement de couple, une rétention axiale, un affaissement
contrôlé ou encore une charge
radiale entre les composants
accouplés.
Pour parvenir à l’association de
Rencol
◗ « L’idée qui a présidé à la
création des bagues de tolérance est très simple : il s’agit
de bagues d’acier à effet de
ressort radial et conçues pour
être montées à force entre
deux composants s’accouplant
comme un arbre moteur et une
poulie de prise de force. En
d’autres termes, il s’agit d’une
forme spéciale de dispositif de
fixation à friction.
Réalisées à partir d’acier à ressorts de haute qualité, d’acier
inoxydable ou de matériaux
à ressorts spécialisés, les
bagues de tolérance sont toujours personnalisées pour une
application donnée. Tous les
« Réalisées à
partir d’acier à
ressorts de haute
qualité, d’acier
inoxydable
ou de matériaux
à ressorts
spécialisés, les
bagues de tolérance sont toujours personnalisées pour une
application donnée.»
qualités requises pour une application donnée, il convient de
calculer précisément le nombre
d’ondulations sur la bague,
d’optimiser leur forme et de
trouver la meilleure association
de matériaux qui entreront dans
la fabrication de la bague en
question. Le travail de développement est entièrement pris
en charge par Rencol, les utilisateurs pouvant se contenter
de fournir des informations de
base sur leur application, puis,
une fois les bagues fabriquées,
de les monter !
Examinons à présent un certain
nombre d’exemples pratiques
dans lesquels les bagues de
tolérance résolvent des problèmes rencontrés dans l’industrie automobile, ainsi que les
importants avantages qu’elles
offrent à leurs utilisateurs.
Fixation de capteurs
Les voitures modernes regorgent de capteurs de position,
notamment dans le système
de direction assistée. Ces capteurs intègrent fréquemment
des aimants réalisés à partir de
métal fritté. Ceux-ci présentent
d’excellentes propriétés magnétiques mais peuvent être
friables, ce qui les rend difficiles
à placer.
Un montage à la presse classique n’est pas satisfaisant
car il induit un taux de rupture
élevé. La fixation des capteurs
à la colle peut sembler une
solution séduisante, mais dans
la pratique, il est difficile de
parvenir à un niveau élevé de
précision et de constance dans
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le positionnement des capteurs
et l’alignement des pôles.
Une bague de tolérance à effet
de ressort et entourant l’aimant
constitue une solution complète permettant à l’ensemble
d’être monté à la presse sans
risque de dommage, puisque
la force de montage peut être
précisément déterminée par
la conception même de la
bague et ne dépend plus essentiellement des tolérances
affichées par les composants.
Étant donné la nature souple
de la bague de tolérance, cette
configuration offre également
au capteur un degré de protection utile contre les chocs
et vibrations.
Démarreurs
Bien que ce problème ne soit
plus très fréquent dans les
voitures, les retours de flamme au démarrage dans les
gros moteurs diesel peuvent
sérieusement endommager
le démarreur. Le démarreur
intègre un pignon d’entraînement doté d’un embrayage à
roue libre. Dès lors, lorsque
survient un retour de flamme,
le moteur du véhicule cesse
momentanément de tourner,
voire tourne dans le sens inverse de sa rotation normale. Si
ce phénomène se produit alors
que le démarreur est engagé,
une charge de choc importante
est imposée aux pignons et à
l’embrayage, avec un risque de
rupture à la clé.
Il est même possible que le
collecteur et la bobine inductrice glissent sur l’arbre, ce qui
endommagerait le bobinage.
Si l’une de ces situations survient, le démarreur – qui est
un composant coûteux – sera
en fin de compte endommagé
à un point tel qu’il devra être
remplacé ou refait.
Rencol a résolu ce problème
en montant une bague de
tolérance entre le pignon et la
came de l’embrayage interne.
Dès lors, si le moteur connaît
un retour de flamme, le démarreur continue à tourner, mais le
pignon glisse, évitant ainsi tout
dommage. Dans la plupart des
cas, il est possible de postmonter la bague de tolérance
sans qu’il soit nécessaire de
redessiner ou de modifier d’une
quelconque manière le démarreur complet.
Dispositifs
de réglage de siège
Certains conducteurs ou passagers traitent les mécanismes
de réglage de siège avec une
rudesse étonnante. Dès lors,
il n’est pas rare de découvrir
« Les bagues de
tolérance jouent
un rôle important
dans la conception et la fabrication de systèmes
de direction fiables et sûrs. »
des mécanismes qui ont été
endommagés par l’application
d’une force excessive aux leviers de réglage. Si c’est le cas
sur le siège conducteur, il y a
fort à parier que la voiture ne
pourra normalement plus, sur
un plan légal, être conduite.
On utilise dès lors une bague
de tolérance qui joue le rôle
de limiteur de couple à friction
et constitue en l’occurrence
une solution aussi séduisante
que peu coûteuse. Ainsi, si la
bague de tolérance est montée
sur le levier de réglage, celui-ci
se contentera de se déplacer
par rapport à sa position normale si une force excessive est
employée pour le manipuler. Il
peut ensuite être ramené très
simplement dans sa position
initiale pour y reprendre un
fonctionnement normal.
Systèmes
de direction
Les bagues de tolérance jouent
un rôle important dans la conception et la fabrication de systèmes
de direction fiables et sûrs. Ainsi,
lorsqu’elles sont utilisées dans
la colonne de direction, elles
peuvent permettre à celle-ci de
coulisser ou de s’écraser longitudinalement si le volant venait à
être heurté par le conducteur lors
d’une collision.
Rencol
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TECHNOLOGIE
Rencol
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Rencol fête ses 25 ans
Rencol
Rencol Tolerance Rings, fabricant mondial de solutions
de fixations sur mesure, fête
son 25ème anniversaire cette
année.
Créée dans le coin d’une usine
de moulage par injection qui
fabriquait des boutons ronds
en plastique, Rencol a connu
une formidable progression en
très peu de temps. Toujours
implantée dans les environs
de Bristol, l’entreprise a dû
faire face à de nombreux défis
Jim Smith, directeur général de Rencol Tolerance
Rings, et Andrew Marr, correspondant politique
lorsqu’elle
s’est lancée à l’asde la BBC, lors de la remise du Manufacturing
Excellence Award 2007
saut du marché national puis
mondial.
Elle a scellé sa première joint-venture aux Etats-Unis en 1990 et a
commencé en 1992 à vendre ses produits en Allemagne. Rencol
s’est lancée à la conquête du marché japonais en 1994 avant d’y
installer un bureau de vente en 1998. Plus récemment, Rencol
Tolerance Rings s’est attaquée au marché asiatique en concluant
une joint-venture à Singapour en 2001 et en vendant des centaines
de millions de bagues de tolérance en Chine, principalement sur
le marché des lecteurs de disque dur.
L’entreprise a créé une société d’import-export en Chine conjointement avec d’autres partenaires du groupe Wyko, lui-même
récemment racheté par l’entreprise néerlandaise Eriks NV. Elle
ambitionne d’exploiter les énormes opportunités pour les bagues de tolérance afin de proposer des solutions de fixation
économiques sur le marché de la fabrication d’automobiles et
de produits blancs.
Les bagues de tolérance constituent également des éléments
de glissement dans les antivols
de direction, leur permettant
ainsi de résister à une force de 100 Nm (telle que prescrite par
la législation européenne) sans
avoir à subir de dommages
et sans qu’il soit nécessaire
d’adopter une conception renforcée.
Parmi les autres applications de
direction pouvant faire appel à
des bagues de tolérance figurent la fixation des roulements
dans laquelle elles permettent
d’éviter des problèmes de résonance, la fixation du moteur
dans les systèmes de direction
à assistance électrique dans
lesquels elles contribuent à
absorber les chocs transmis par
le moteur, ou encore la fixation
des stators dans les moteurs
d’entraînement des directions
à assistance électrique, dans
lesquels elles maintiennent en
place le stator de façon sûre
tout en réduisant le niveau de
vibrations auxquelles celui-ci
est exposé.
Les bagues de tolérance constituent aussi une solution idéale
dans les mécanismes de rétroviseurs extérieurs, puisqu’elles
y constituent une articulation
résistante, dotée d’une fré-
Support dans le monde entier
La société compte parmi ses nombreux clients des entreprises
de premier ordre actives dans les secteurs suivants : automobile,
produits blancs et moteurs électriques. Dans ses usines de façonnage sur mesure au Royaume-Uni, aux USA et en Malaisie,
Rencol est capable de fabriquer des bagues présentant les caractéristiques qui répondent aux exigences des clients et cela,
à partir de la plupart des types de matériaux à base de métal à
ressort dont l’acier, l’acier inoxydable, les alliages cuivre-béryllium, l’inconel et l’hastelloy. Ensuite, au travers de son réseau
international de sites de production, de centres techniques, de
partenaires et d’agents, Rencol offre une assistance et un support
à ses clients dans le monde entier. Rencol Tolerance Rings est
certifiée ISO9001 et ISO/TS16949 et est également enregistrée
dans le système IMDS.
Rencol Tolerance Rings a été récemment un des gagnants des très
prestigieux MX2007 (Manufacturing Excellence Awards). L’entreprise a remporté le prix RSM Robson Rhodes qui récompense l’excellence en production dans la catégorie des meilleures petites ou
moyennes entreprises. Les MX Manufacturing Excellence Awards
sont décernés par l’IMechE (Institute of Mechanical Engineering)
et sont considérés comme les récompenses suprêmes dans le
domaine de l’ingénierie et de l’industrie au Royaume-Uni.
Rencol a également eu droit aux félicitations du jury pour sa nomination dans trois autres catégories : innovation de processus,
efficacité du personnel et gestion du changement.
Les bagues de tolérance sont des fixations radiales à ressorts
ajustées à force entre deux composants conjugués. Elles présentent les avantages suivants : permettre la fixation de composants
annulaires, réduire le bruit et les vibrations, éviter les fréquences de
résonance, offrir un glissement prévisible et répétitif, offrir une protection contre les surcharges et éviter la dilatation thermique.
quence de résonance élevée et
permettant d’éviter que le rétroviseur ne vibre sous l’influence
des forces aérodynamiques et
mécaniques.
En dépit de la rigidité de l’articulation dans des conditions normales, les bagues de tolérance
permettent un mouvement de
rotation en cas de choc au
chargement, ce qui protège
bien entendu les composants
du rétroviseur contre tout dommage.
Ces exemples nous montrent les
avantages offerts par ces bagues
pour des applications spécifiques.
Il convient en outre de noter que
celles-ci affichent des atouts qui
sont communs à pratiquement
toutes les applications.
Ainsi, leur encombrement est des
plus réduits, ce qui permet de les
utiliser dans des mécanismes extrêmement compacts. Elles sont
aussi faciles à monter et à ajuster
et ne nécessitent pour ce faire
aucun équipements spéciaux.
Enfin, il est presque toujours possible d’assouplir les tolérances
de fabrication de composants à
partir du moment où ceux-ci sont
accouplés via des bagues de tolérance, ce qui se traduit souvent
par des économies importantes
sur les coûts d’usinage ». ■
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