Qui n'a pas déjà utilisé un jour un stick soins pour lèvres qui redonne à des lèvres craquelées leur souplesse d'origine ? Ouvrez le bouchon, tournez la base, approchez le stick de vos lèvres, et le tour est joué ! Ce qui paraît être un jeu d'enfant peut en réalité être un vrai casse-tête pour les fabricants.
Que se passe t-il lorsque des difficultés surgissent pour le montage des composants du stick ou lorsque du rebut ne cesse de se produire à l'usine dès l'assemblage des pièces ? La recherche des erreurs sur place peut durer des semaines, voire des mois. Une analyse détaillée des points de fixation chez un spécialiste peut alors s'avérer être salutaire.
Le technicien d'application Rudolf Schmidbauer tient trois pièces en plastique dans la main dans son laboratoire d'analyse de vissage : le cylindre, le piston et la broche de tournage pour le stick soins. Lors de l'assemblage, le piston est introduit d'abord dans le cylindre. La seconde étape est celle où se déclarent généralement les problèmes. C'est cette étape que la société DEPRAG SCHULZ GMBH & CO. KG va examiner de plus près dans le cadre de l'analyse des points de fixation commanditée par le client. La broche est vissée dans l'alésage fileté prédéfini dans le piston jusqu'à ce que la liaison par encliquetage avec le cylindre soit fermée. Dans le même temps, le piston est inséré jusqu'au plus profond du cylindre. La prochaine étape de travail à l'usine serait le remplissage du cylindre en plastique avec le baume pour soins et la fermeture avec le couvercle prévu.
Ici, dans le cadre de l'analyse de points de fixation effectuée par DEPRAG, tout tourne autour de la question suivante : quel est le couple de rotation idéal pour le vissage de la broche plastique dans le piston ? Et quel régime appliquer ? Quel outil de vissage répond le mieux à cette fonction ? Rudolf Schmidbauer explique : "Pour trouver la façon idéale de visser un composant, je suis obligé de le détruire. Je dois visser sciemment avec un couple de rotation excessif jusqu'à ce que les vis ou les composants cassent. C'est la seule façon de déterminer le couple de surcharge".
Les différentes visseuses DEPRAG employées pour les essais en laboratoire sont équipées d'une électronique de mesure appropriée et donc en mesure de représenter le processus de vissage graphiquement à l'écran. La courbe enregistrée permet au spécialiste du vissage d'examiner l'opération de vissage de façon précise. L'essai est alors répété dix à vingt fois, toujours avec des composants d'origine. A la fin de la série d'essais, on dispose après une analyse précise de la recommandation au fabricant indiquant quels paramètres de vissage et quel outil de vissage conviennent le mieux pour l'étape de vissage concernée.
Qu'est-ce qui pose problème à vrai dire pour les assemblages vissés ? Dans l'univers de la technique, l'assemblage vissé est l'unique procédé réversible pour relier des composants lors du montage. Après l'assemblage vissé, ces composants se comportent comme une seule et même pièce qui résiste à des contraintes maximales. La fonction de la vis est ici de presser les composants suffisamment fermement l'un sur l'autre pour que des forces extérieures ne puissent pas les déplacer. La force ainsi obtenue s'appelle force de précontrainte. L'assemblage des vis doit rester dans la zone de ces tolérances : d'une part la force de précontrainte doit être suffisante, et d'autre part la vis et le composant ne doivent pas être endommagés par une surcontrainte.
Cependant, des méthodes directes pour mesurer la force de précontrainte obtenue ne conviennent pas pour la fabrication en série. C'est pourquoi ce secteur doit s'appuyer sur des moyens de mesure indirects en ce qui concerne le montage des vis. Ainsi, le couple de rotation est considéré comme l'unité de mesure déterminante dans le vissage, car il se comporte de façon largement proportionnelle à la force de précontrainte. L'angle de rotation est utilisé également pour déterminer la force de précontrainte qui est réellement obtenue.
Le serrage de la vis entraîne un frottement qui dépend de la géométrie de la vis, mais également du matériau du composant. Le frottement modifie la relation entre le couple de rotation et la force de précontrainte obtenue ; c'est l'une des grands inconnues lorsqu'on définit les paramètres de serrage. Le technicien en laboratoire est sur sa trace lorsqu'il détache la vis serrée et la resserre ensuite. Lorsqu'il compare la courbe du couple de rotation lors du premier vissage avec celle du du second vissage, il détecte des pertes de frottement possibles.
Le technicien d'application Rudolf Schmidbauer étudie également les phénomènes de tassement lors du processus de vissage. Lorsque par exemple un joint en silicone est fixé avec quatre vis sur une pompe, de la force de précontrainte est perdue du fait du "tassement" du silicone, même si le couple de serrage permet d'escompter une force de précontrainte de 100 %. Conséquence pratique : la pompe n'est pas étanche.
Avec un tel "assemblage vissé souple", le technicien serre la vis en laboratoire de test d'abord jusqu'au couple de serrage déterminé. "Des phénomènes de tassement peuvent apparaître pendant le vissage, même après des heures ou après plusieurs jours seulement", explique Rudolf Schmidbauer. Une fois qu'un certain temps s'est écoulé, il resserre donc la vis une nouvelle fois. Le "nouveau couple" donne alors des informations sur les phénomènes de tassement et leur conséquence sur la force de précontrainte. "Dans un tel cas, il est possible que nous conseillions d'effectuer l'assemblage vissé en deux phases", déclare l'expert en vissage.
Jetons un coup d'œil sur l'assemblage des vis d'un carter de réfrigérateur : on doit visser deux plaques de métal entre elles dont les perçages ne coïncident pas complètement. Pour commencer, on doit dépenser beaucoup de force pour placer les plaques de façon ajustée les unes sur les autres, et lors de la phase finale du processus de vissage, lorsque les perçages sont superposés, il suffit d'exercer un couple assez faible pour le serrage final. Dans le cas d'un vissage avec un couple uniforme, le couple de surcharge destructeur serait atteint involontairement lors de cette étape de vissage et les vis ou les composants à relier seraient déformés. Là aussi, l'analyse des points de fixation identifie le problème et définit des paramètres et séquences fiables.
Les vis, qui forment elles-mêmes leur filetage lors du processus de vissage, sont soumises à la même loi. Pendant le processus de formage, l'opération de vissage nécessite un couple élevé, et un autre réglage de paramètre après avoir posé la tête de vis. Si cet élément n'est pas pris en compte pour le vissage, l'étape de vissage est un échec, les composants et/ou la vis sont détruits, et la force de précontrainte souhaitée n'est pas atteinte. L'analyse de l'opération de vissage détermine ici le procédé de serrage optimal. Exemple : Exemple : lors du montage d'un interrupteur en plastique, on utilise deux vis de formage de filetage. Pour commencer, la visseuse pneumatique de la série SENSOMAT® monte les vis avec un couple moteur maximum, l'accouplement de déconnexion n'est activé que juste avant l'application de la tête de la vis et la visseuse pneumatique intelligente déconnecte exactement avec le couple prévu. Jürgen Hierold, le responsable des ventes de DEPRAG, déclare : "En plus du procédé de serrage optimal, nous pouvons également conseiller à nos clients l'outil qui convient le mieux à leur application."
Un autre cas tiré de la pratique cité par Rudolf Schmidbauer : "Alors qu'une partie des clients ne s'adresse à nous que lorsque des problèmes apparaissent pour des opérations d'assemblage vissé, d'autres clients contrôlent déjà à l'avance leur design de produit avec notre aide."
Par exemple : Un boîtier plastique comme affichage d'instruments dans la voiture doit être monté. La construction comprend le panneau arrière, la platine de circuits imprimés, le cadre avant et l'écran. Les composants doivent être reliés avec huit vis. Question qui intéresse le client : de quels couples ai-je besoin pour monter les composants de façon fiable ? D'autre part, il veut s'assurer de la sécurité de fonctionnement de sa construction. Monté dans la voiture, l'affichage des instruments ne doit pas faire un bruit de cliquetis.
Au laboratoire d'essai DEPRAG, on trouve de nombreuses caisses remplies de composants pour le boîtier plastique. Pour l'analyse au laboratoire de vissage, il faut enfin effectuer dix à vingt essais avec destruction des composants pour rechercher le procédé de serrage correct. Rudolf Schmidbauer numérote et marque sur l'un des composants les assemblages vissés à étudier et photographie le boîtier plastique pour la documentation de l'analyse du vissage qui sera délivrée par la suite au client. Il choisit alors une visseuse appropriée, dans ce cas un tournevis pneumatique guidé à la main. Les vis utilisées doivent également être des pièces d'origine. Il s'agit de vis autotaraudeuses en matière synthétique de 3,5 x 14 TXP 15.
Chaque assemblage vissé est enregistré et analysé à l'aide d'un graphe. Rudolf Schmidbauer fait une découverte inattendue dans sa série d'essais : bien que des vis et matériaux identiques soient utilisés, le résultat est différent. Les quatre vis extérieures, qui vissent le cadre avant sur le panneau arrière après l'insertion de la platine, atteignent le couple de serrage compris entre 1,10 Nm et 1,38 Nm. Les quatre autres vis, qui fixent l'écran, nécessitent un couple inférieur, c'est-à-dire 0,96 Nm jusqu'à 1,16 Nm, pour obtenir la force de précontrainte optimale. Si les deux applications doivent être effectuées avec une visseuse, il est conseillé d'appliquer comme alternative 1,10 Nm pour les deux assemblages vissés. Ceci est une information précieuse pour le client, qui pourra axer sa fabrication en fonction de cette valeur.
Jürgen Hierold, le responsable des ventes de DEPRAG, résume ceci de la façon suivante : "L'analyse de l'opération de vissage convient comme solution rentable lorsque des problèmes apparaissent lors du montage avec des assemblages vissés. D'autre part, elle permet de sélectionner de façon optimale des paramètres de vissage et des outils de vissage appropriés lorsqu'on dispose de relativement peu de temps et d'argent."
Avec un grand nombre d'analyses d'opérations de vissage (plus de 1000) à son actif, la société DEPRAG SCHULZ GMBH & CO. KG, dont le siège se trouve à Amberg en Bavière, dispose d'une riche expérience qui couvre pratiquement tous les problèmes d'assemblages vissés et permet de déduire sans cesse des ébauches de solutions individuelles. Le spécialiste du vissage travaille avec 600 salariés dans plus de 50 pays et, du fait de sa diversité, est un interlocuteur demandé dans les domaines des technologies de vissage et de mesure, de l'automation et des moteurs et outils pneumatiques. Pour la mise en place de laboratoires de mesure internes à une société, DEPRAG met à disposition une large palette d'outils d'essai et d'électronique de mesure avec des conseils personnalisés.
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