Sabrina CALLIES

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



- PFE

- Bilan

HISTORIQUE



- 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



- PFE

- Bilan

MARCHÉS

Fermetures

commerciales et

industrielles

Fermeture

résidentielle

Protection

solaire

extérieure

Décoration

et store

d ’intérieur

Solutions

chantiers

Accès

résidentiel



- PFE

- Bilan

PRODUITS



- PFE

- Bilan

MOTEUR TUBULAIRE

Condensateur

Module de réglage

des fins de courses

Moteur

Réducteur

Axe de sortie

Frein



- 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



- 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



- PFE

- Bilan

DÉMARCHE

Cadrer le

sujet

Reboucle

r



- 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



- 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



- 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



- 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



- 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



- 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



- 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



- 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



- PFE

- Bilan

FREIN CENTRIFUGE

Avantages


générer le couple

Prix

Utilisation envisageable pour toute une

gamme de produit (faible et fort couples)



- 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



- 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



- PFE

- Bilan


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



- PFE

- Bilan


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



- PFE

- Bilan

ÉLECTROFREIN

Armature

Plateau d’appelPlateau frein

Corps d’électrofrein

Garniture

Ressort

Bobine



Frein produit en série pour des actionneurs

destinés à des applications particulières



- 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


générer le couple

Expérience SOMFY



- 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



- PFE

- Bilan

FREIN A RESSORT



Frein produit en série pour moteurs pour tubes Ø

25



- PFE

- Bilan

Ressort

Plateau 3Entraîneur

FREIN A RESSORT

Avantages

Prix

Montage simple car nombre de pièces

réduit

Faible encombrement



- 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)



- 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



- 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 €



- 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+ - -- + + ++ ++ -



- 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



- PFE

- Bilan

Sabrina CALLIES

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