Sabrina CALLIES Projet de fin d études avril-juin 2002

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 1967 création du premier moteur tubulaire pour le compte d un fabricant de store lyonnais 1969-1984 essor de l entreprise avec création de gammes de moteurs tubulaires

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

HISTORIQUE 1995-2001 croissance de SOMFY international intégration de nouvelles entreprises dédiées au mouvement intelligent dans l habitat BOSCH

SOMFY INTERNATIONAL 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

Accès résidentiel MARCHÉS Fermeture résidentielle Protection solaire extérieure Décoration et store d intérieur Fermetures commerciales et industrielles Solutions chantiers

PRODUITS

MOTEUR TUBULAIRE Condensateur Moteur Axe de sortie Frein Réducteur Module de réglage des fins de courses

SUJET DU PFE Objectif : capitaliser sur les différents systèmes de freinage 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

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

DÉMARCHE Cadrer le sujet Réunir l information Analyser les informations Synthétiser Reboucle r Compléter l information Ordonner/Formaliser Présenter

PROJET DE FIN D ETUDES Présentation pour chaque frein: - principe et applications - principaux avantages - principaux inconvénients Etude comparative des performances puis des coûts

FREIN COULISSANT Bague d appel Plateau frein mobile Plateau frein fixe Ressort frein Garniture Fonctionnement avec moteur asynchrone uniquement Frein produit en série pour toute une gamme de moteurs pour tubes Ø 40, Ø 50 et Ø 60

FREIN COULISSANT Avantages Utilisation adaptée pour toute une gamme de produit (faible et fort couples) Freinage instantané en montée comme en descente Expérience SOMFY

FREIN COULISSANT Inconvénients Le frein ne doit pas patiner sous peine d une dégradation très rapide Points Une partie de vigilance de longueur lors de du la conception rotor est utilisée maîtriser pour l appel l entrefer du plateau Bruit pas d arc-boutement claquement du plateau du plateau frein mobile mobile

FREIN A CAME Contre plateau d entraînement Ressort Garniture Rotor + axe Plateau mobile Disque frein Doigt de came Fonctionnement avec moteur asynchrone ou moteur à courant continu Frein en développement pour moteurs pour tubes Ø 45

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

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 Solutions à l étude frein à came à billes optimisation de la pente de la rampe optimisation des matériaux

FREIN CENTRIFUGE Palier central avec garniture silicone Masselotte Ressort torique Barillet rentrant Fonctionnement avec moteur à courant continu (ou moteur asynchrone) Etudié et mis en attente

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)

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

FREIN A DEPLACEMENT AXIAL Plateau frein Garniture Stator Rondelle d appui Carter Rotor + axe Ressort Fonctionnement avec moteur asynchrone uniquement Etudié et mis en attente

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

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) Améliorations potentielles Déplacement surfaces de frottement du rotor par coniques rapport au stator donc perte théorique sur le couple de démarrage frein multi-disques du moteur mais répercussion sur le prix

ÉLECTROFREIN Garniture Ressort Corps d électrofrein Plateau frein Plateau d appel Armature Bobine Fonctionnement avec moteur asynchrone ou moteur à courant continu Frein produit en série pour des actionneurs destinés à des applications particulières

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

ÉLECTROFREIN Inconvénients Prix élevé Encombrement Amélioration potentielle (place de la bobine) actuellement Bruit faibles claquement séries : du le plateau frein d appel pourrait sur la certainement carcasse de la être bobine optimisé lors en du coût débrayage du frein

FREIN A RESSORT Ressort Plateau 3 Entraîneur Fonctionnement avec moteur asynchrone ou moteur à courant continu Frein produit en série pour moteurs pour tubes Ø 25

FREIN A RESSORT Avantages Prix Montage simple car nombre de pièces réduit Faible encombrement

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 ) Amélioration potentielle monter le frein Problème de «jumping» (descente par à- coup à ressort de la charge) entre le 2 ème et le 3 ème étage du réducteur (rapport de réduction entre le Amélioration frein et la charge) potentielle meilleure maîtrise des tolérances des pièces (carter en acier usiné par exemple)

Frein à ressort Frein à déplacement axial Frein centrifuge Frein à came Frein coulissant Electrofrein PERFORMANCES 0.1 0.5 1 5 10 20 50 100 120 Couple nominal en Nm

EVALUATION DES COÛTS Produit (pièces+main d œuvre) Frein à ressort 0.47 85 000 Frein à déplacement axial Investissements (outillage + process) 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

Frein coulissant <5 Nm SYNTHESE Performances Coût Maîtrise des délais de Freinage Moteur Produit Invest développement 5Nm<Cn <25Nm >25 Nm asynchrone courant continu + ++ ++ ++ -- + - ++ Frein à came - ++ + ++ ++ ++ - + Frein centrifuge Frein à déplacement axial - + ++ - + + - - ++ + -- + -- ++ + - Electrofrein ++ ++ ++ ++ ++ - - + Frein à ressort + - -- + + ++ ++ -

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