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Projet de Fin d’études :Standardisation d’une gamme de bras de store banne
Ingénieur tuteur : Gaël Hautot, R&D Stores Roche
Professeur tuteur : Frédéric Théoule
Équipe : Karine Mandray
Coralie Mulon
Thomas Saïag
Sommaire
Présentation de l’entreprise
Présentation du produit
Buts et objectifs de l’étude
L’étude Caractérisation des ressorts
Caractérisation des bras
Les 3 solutions proposées
Conclusion
Présentation du groupe Installux
Réalisant 80 millions d’euros de chiffred’affaires avec 280 salariés, le Groupe INSTALLUXdispose de 5 entités commerciales : Installux Aluminium : profilés et accessoires destinés à la
fabrication de fenêtres, portes, façades, vérandas, portails,clôtures...
Tiaso : Spécialiste de la cloison amovible aluminium, Tiasos'adresse essentiellement aux cloisonneurs et aménageursd'espaces de bureaux.
Sofadi : conçoit, fabrique et assemble des produits destinésà l’agencement tertiaire et commercial.
Stores Roche : fabricant de stores.
France Alu Color : laquage de profilés aluminium.
Présentation de Stores Roche
Historique 1846 : premier matériel de protection
solaire
1992 : rejoins le groupe Installux
Produits Stores de terrasse
Stores de fenêtres
Stores de véranda
Stores spécifiques
Présentation du produit étudiéBras Univers
Tube d’enroulement
Tube support
Bras Univers
Barre de charge
Présentation du produit étudiéBras Univers
Ecrou
et rondelle
Profil haut Profil bas Etrier de main
Etrier haut
Tige Filetée
Tendeur
Ressort
Tresse
Articulation centrale
SYSTEME DE TENSION
Présentation du produit étudiéBras Marcesa
Barre de cassure de pente
Marcesa
Présentation du produit étudiéBras Marcesa
Pivot haut
Ressort
Câble
Articulation centrale
Profil haut
Profil bas
Etrier de main
Présentation du produit étudiéBras Marcesa
Pivot haut
Ressort
Tresse
Profil haut
Profil bas
Articulation centrale
Etrier de main
Buts et objectifs du projet
Objectifs Méthodes
1 Caractérisation des ressorts Essais de traction sur les différents ressorts
2 Études des pertes cinématiqueshautes et basses
Mesure des efforts engendrés au niveau dutube d’enroulement et de la barre decharge par la toile
3 Détermination des efforts généréssur les articulations
Mesure des efforts engendrés au niveau dutube d’enroulement et de la barre decharge par la toile
4 Détermination des contraintesengendrées sur les pièces
A partir des efforts mesurésprécédemment
5 Standardisation des composants Conception et validation des pièces encontraintes et en poids sousSolidworks2003
6 Étude d’un process avec laquagesdes bras assemblés
Recherche de solutions autres que lecollage, consultation de fournisseurs…
7 Diminution du prix de revient de20%
Étude des coûts
Caractérisation et analyse de l’existant
Analyse de l’existantCaractérisation des ressorts
Protocole expérimental
Machine Schenck :
ressorts 14040, 14060,
14064 et 14071.
Vérin hydraulique :
ressorts 14088 et 14650.
Domaine élastique Domaine plastique
Analyse de l’existantCaractérisation des ressorts
Analyse des résultats
D'après la formule F=k x, la raideur k correspond à la pente de la courbe dans le domaine élastique
Analyse de l’existantCaractérisation des ressorts
Ressorts Raideur (N.mm) Écart type
14040 15.73 0.16
14064 7.93 0.02
14630 13.19 0.21
14071 13.97 0.24
14088 14.71 0.17
14650 13.74 0.44
Analyse de l’existantEfforts exercés sur les bras
Protocole expérimental
F
F
F
CBarre de charge
Tube d’enroulement
Bras à tester
Déverrouillage Post déverrouillage Fermeture
Analyse de l’existantEfforts exercés sur les bras
Exploitation des résultats
Avec
Rapport de réduction du réducteur : 1/5
Rendement du réducteur : 0.59
r
Cmesuré
Fmesurér
Cmesuré
Ffournie
FtransmisFfourniePerte
59,05
359,05
mmrcordertuber 5.4227
278
F
F
F
CBarre de
charge
Tube
d’enroulement
Bras à tester
Analyse de l’existantEfforts exercés sur les bras
Bras Fmax (N) Cmax (N) Perte cinématique F (N) C (N) Perte cinématique
55150 67.9 2.4 22.4% 15.9 1.3 64.91%
55200 166 6 28.9% 22.4 2.5 77.3%
55250 214.4 5.9 5.5% 32 2.3 63.4%
55300 149.7 3.4 -22.5% 26.1 1.6 57.8%
56250 249.2 7.9 18.5% 35.7 2.3 60.2%
56300 229.6 3.6 -64% 34.5 1 12%
56350 262.9 11 38.4% 38.5 3 66.5%
56400 291.2 8.8 14.8% 43.8 2.7 58.1%
47150 72.2 3.6 47.7% 38.1 2.2 54.3%
47200 94.4 4.8 49.1% 23 2.7 77.8%
47250 98.5 3.5 26.4% 48.7 2.3 43.8%
47300 117.3 4.2 27.8% 25.9 2.2 69.5%
48150 147.2 2.6 -46.4% 32.8 1.1 24.9%
48200 90.1 3.9 39.9% 17.8 2.1 77.8%
Analyse de l’existantEfforts exercés sur les bras
Problèmes rencontrés:
Les efforts ne sont pas identiques sur les 3 cordes
Erreur d’angle lors de l’usinage des axes du bras
Le store nécessite un réglage précis lors du montage du bras : risque de déploiement assymétrique
Solutions techniques
Solutions techniques
But de cette étude :
Réduire le coût des bras, simplifier laproduction.
Standardiser les pièces entre les gammesUnivers et Marcesa
Réduire le nombre de pièces
Simplifier le système de tension
Solutions techniques
Diminuer le nombre de pièces imposent :
d’avoir des pièces communes aux 2 types de bras
d’avoir un profilé commun
de simplifier la conception
Solutions techniques
Compte tenu des angles sur les 2 bras au niveau de l’articulation centrale
172° sur l’univers
173° sur le Marcésa 170
Le Marcésa peut être
envisagé
comme un Univers
retourné
172°
172°
univers
Marcésa
Solutions techniques
les angles peuvent être simplifiés :
8-4=4 1 seul angle de 4 sur l’étrier
haut
Axe du pivot haut
Axe de l’articulation centrale
Axe du profil haut
8°
4° Répartition des angles du Bras Univers
Solutions techniques Solution retenue, inclinaison des différentes pièces
dans le profilé.
Utilisation d’un profilé rond
Un profilé commun a tous les bras
Une forme innovanteEncoche de positionnement
Univers :
Décalage de +/-4°
Marcésa :
Décalage de 0°
Solutions techniques
Solutions techniques
Caractéristiques du profilé :
Bras 56 Bras 55-56
Nouveau Ancien Nouveau Ancien
Section 482,76 470,02 357,18 336,85
inertie 286460 400197 176929 200912
Contrainte (Mpa) 145,4 132,5 157,5 166,5
sollicitation 1515 1515 1115 1115
Solutions techniques
3 tailles de profil du même type
2 types d’articulation (gauche/droite) dans 2 tailles.
2 tailles d’articulation haute du même type
2 tailles d’articulation basse du même type.
Solution techniqueÉtrier haut
Solution technique Etrier haut
Etrier haut actuel
(14530)
Nouvel étrier
haut
Poids 191 g 114g
Solution techniqueMain basse
Solution technique Main basse
Main basse actuelle
(14309)
Nouvelle main
basse
Poids 107 g 116g
Solution technique Karine
Solution technique KarinePrésentation générale
Solution technique Karine L’Étrier
ButéeTrou de fixation de la
tresse
Trous de fixation du
cache
Evidement pour placer
l’écrou
Solution technique KarineLe Pivot
Axe de diamètre
12
Trous de fixation du
cache
Trou de passage de
la tresse
Butée
Rainure pour
enroulement de la
tresse
Solution technique KarineL’articulation globale
Cache
Ecrou
Bague
Solution technique KarineL’articulation Marcesa
Solution technique KarineLes caches
Solution technique KarineCoût
Ancien modèle Nouveau modèle
Etrier 223g 150g (-32%)
Pivot 190g 172g (-9%)
Total 413g 322g (-22%)
Solution technique Karine
Avantages Inconvénients
Réduction du nombre de pièces (plus d’axe)
Système nouveau, risque d’efforts plus importants
Réduction de la masse de l’étrier et du pivot par rapport au bras actuel (-22%)
Une seule bague => porte à faux
Montage du système de tension
1 ou 2 ressorts
câble
Tresse
Montage du système de tension
Montage du système de tension
Traction des
ressorts
Passage d’une goupille
dans la boucle du câble.
Elle est ensuite placée
dans la rainure.
Solution technique Thomas
Solution technique ThomasPrésentation générale
Articulation centrale
Solution technique ThomasPrésentation générale
cacheécrou
Étrier
central
bague
cache
Pivot
central
Univers
Solution technique ThomasPrésentation générale
Marcésa (coupe)
Cache troué Axe
articulation
Insertion des
trolleys Marcésa
Solution technique ThomasL’Étrier
Pièce en aluminium
moulé en coquille
Butée
patteAlésage de l’axe
de la liaison
Passage de
la tresse
Gorge de
la bague
Solution technique ThomasL’Étrier
Surface d’appui
sur le profilé
Passage de
la tresse
Trou des
caches
Solution technique ThomasL’Étrier
Caractéristiques de la pièce
On a donc un gain en masse de 43%
Nouvelle pièce Ancienne pièce
Densité (g/cm3 ) 0.0027 0.0027
Masse (g) 107 190
Solution technique ThomasLe Pivot
Axe, insert
passage de la
tresse
Passage de la
butéeGorge de la
bague
Téton
d’accroche de
la tresse
Solution technique ThomasLe Pivot
Caractéristiques de la pièce :
Nouvelle pièce Ancienne pièce
Densité (g/cm3) 0.0027 0.0027
Masse (g) 107 222
Gain de matière : 51%
Solution technique ThomasLes Caches
Tétons d’accroche sur
l’étrierSurface d’appui
Caractéristiques des pièces :
Pièce en plastique moulée.
Son utilité n’est qu’esthétique.
les 2 caches sont identiques.
Masse de la pièce : 9.27g pour une densité de 0.001g/cm3
Solution technique ThomasBilan
Avantages de la solution : Baisse importante du nombre de pièces
Système de tension identique Marcésa/Univers
Bras laqués par moitié, limitation du flux de pièce et meilleur aspect
Gain important de matière au niveau des pièces de fonderie
Baisse du prix de revient entre 15 et 20%
Solution technique ThomasBilan
Inconvénients de la solution : les pièces de fonderie sont assez compliquées
l’axe de l’articulation n’est encastré qu’à une de ses extrémités, fragilité. A tester sur les prototypes.
Les câbles de la tresse sont visibles.
L’étrier central peut comporter des zones de fragilité, à tester avec les prototypes.
Solution technique Coralie
Solution technique CoraliePrésentation générale
Vue de dessous
Vue de côté
Solution technique CoralieL’Étrier
Afin de gagner de la matière,
l’étrier n’a pas tout à fait une
forme sphérique
Système de butée en rotation
Encoche pour l’accroche de
la tête de la tresse
Encoches pour la fixation du
cache
Pattes permettant d’orienter
l’étrier par rapport au profil
Solution technique CoralieLe Pivot
Extrusion pour permettre le
passage de la tresse
Logement pour la tresse
Rainure accueillant la
butée en rotation de
l’étrier
Pattes permettant d’orienter
l’étrier par rapport au profil
Solution technique CoralieLa tresse
Solution technique CoralieL’articulation globale
Bagues
Pivot
Vis de précision épaulée
Caches
Tresse
Solution technique CoralieL’articulation globale
Solution technique CoralieLe cache - tresse
Solution technique CoralieCoût
Ancien modèle Nouveau modèle
Etrier 223g 182g (-18%)
Pivot 190g 252g (+33%)
Total 413g 434g (+5%)
Solution technique Coralie
Inconvénients Avantages
Pas de blocage en rotation de la vis de précision épaulée
Système déjà connu et maîtrisé
Augmentation de la masse de l’étrier et du pivot par rapport au bras actuel (+5%)
Réduction du nombre de pièces
Bilan comparatif des 3 solutions proposées
ACTUEL KARINE CORALIE THOMAS
Poids de l'étrier 190 172 182 111
Poids du pivot 223 150 252 106
Gain en % -22,0 5,1 -47,5
Réduction de la
masse de l’étrier
et du pivot par
rapport au bras
actuel
Système déjà
connu et maîtrisé
Solution la moins
lourde, donc la
moins coûteuse
Pivot basé sur
une seule bague
Pas de blocage
en rotation de la
vis de précision
épaulée
Moules plus
compliqués que
pour la version
actuelle, formes
complexes et
présence d’un
insert.
Risque d’avoir
des efforts plus
importants dans
l’articulation à
cause du porte à
faux
Augmentation de
la masse de
l’étrier et du pivot
par rapport au
bras actuel
L’axe n’est
encastré qu’à une
de ses extrémités
Pièces peut être
un peu fragiles
Réduction du nombre de pièces
Demis bras laqués déjà montés
Avantages
Inconvénients
Projet de Fin d’études :Standardisation d’une gamme de bras de store banne
Ingénieur tuteur : Gaël Hautot, R&D Stores Roche
Professeur tuteur : Frédéric Théoule
Équipe : Karine Mandray
Coralie Mulon
Thomas Saïag
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