Des étincelles jaillissent, l’ouvrier du chantier naval transpire à grosses gouttes derrière ses lunettes. Dans ses mains gantées, il tient une meuleuse d’angle. Avec force et endurance, il polit les raccords gênants qui se sont formés lors de l'assemblage de la carlingue en acier du chantier en cours. Un labeur difficile tant pour l’homme que la machine, et qui doit souvent s’effectuer en plusieurs étapes. Le fardeau épuisant dû au poids et aux vibrations de la meuleuse vient lentement à bout des forces du plus solide ouvrier. Or le moindre signe de fatigue affecte directement les résultats du travail et donc la productivité. Par conséquent, le choix du bon outil doit tenir compte de la relation entre le poids et les performances de l'appareil. Les meuleuses d’angle à turbine pneumatique se caractérisent justement par un rapport puissance-poids (kW/kg) exceptionnel, ce qui en fait une alternative convaincante aux solutions conventionnelles.
Depuis des décennies, le spécialiste des moteurs pneumatiques DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG se consacre à la recherche et au développement de système d’entraînement à air comprimé pour des outils industriels de pointe. Les innovations des laboratoires DEPRAG ont fait beaucoup parler d’elles. Entretemps, sous la marque DEPRAG INDUSTRIAL, le spécialiste des outils pneumatiques a développé une véritable gamme de meuleuses industrielles, composée de 9 catégories d’outils différentes.
Les outils pneumatiques ont connu leurs premiers succès dans les mines et tunnels du XIXème siècle. Dans un environnement potentiellement explosif où une seule étincelle peut avoir des conséquences tragiques, les outils électriques n'étaient pas utilisables, contrairement aux outils à entraînement pneumatique, qui pouvaient eux être utilisés sans aucun danger. Autre avantage, les outils à air comprimé sont entre 30 et 50 % plus légers que leurs homologues électriques. La charge sur les travailleurs s’en trouve réduite, au profit d’une plus grande productivité. Actuellement, les efforts de recherche se concentrent sur l’amélioration de l'efficacité des moteurs pneumatiques. C’est dans cette dynamique actuelle que le développement des meuleuses d’angle vient s’inscrire. Car la turbine est un système à écoulement qui utilise l'expansion de l'air comprimé avec une très grande efficacité ! La consommation d'air d’une meuleuse à turbine est ainsi sensiblement inférieure à celle d’une meuleuse équivalente avec moteur à palettes. Le bilan énergétique est en somme favorable.
Le rapport puissance-poids (kW/kg) est seulement la moitié de celui d’un moteur à palettes. Et Robert Pesold, ingénieur développement de DEPRAG, souligne : "Par rapport à une meuleuse électrique, de nombreux points parlent en faveur d’un entraînement par turbine : une meuleuse électrique d’une puissance de 2 kW pèse en moyenne 6,6 kg, tandis qu’une meuleuse d’angle d’une puissance de sortie plus élevée (2,6 kW) ne pèse que de 2,2 kg. Qui plus est, la nouvelle meuleuse d’angle à turbine de DEPRAG pèse seulement 4 kg pour une puissance de 4,5 kW. Les deux modèles de meuleuses à turbine DEPRAG atteignent ainsi un rapport puissance-poids de plus de 1,1 !"
Les meuleuses d’angle DEPRAG sont demandées partout où l’on a besoin d’outil de meulage haute performance pour tronçonner, poncer, couper et polir de la fonte, de l’acier et des métaux non ferreux de toutes sortes. Ces meuleuses coupent dans des barres d’acier comme dans du beurre. Ces outils à turbine novateurs sont particulièrement adaptés aux travaux dans la construction métallique, le génie mécanique, les fonderies, les chantiers navals et les constructions en béton armé.
Le tout dernier né de la gamme est une meuleuse d’angle de 2,6 kW et d’une vitesse à vide de 8 500 tours/mn pour la séparation et la découpe de matériaux allant jusqu'à un diamètre de 180 mm. La version existante 2,2 kW est disponible pour des disques d’un diamètre de 115, 125 et 150 mm.
Une autre nouveauté est la gamme de produits d’une catégorie de puissance de 4,5 kW, proposée avec trois plages de vitesse différentes. Ces appareils permettent d’utiliser des disques de meulage et de découpe de 180 et 230 mm de diamètre ainsi que des boisseaux coniques d’un diamètre de 150 mm.
En développant une turbine à expansion, les ingénieurs de DEPRAG se sont aventurés sur un terrain complètement nouveau. Cela n’a pu se faire que grâce à une collaboration étroite et sans précédent avec l'Université des Sciences Appliquées d'Amberg-Weiden. Le calcul et la conception technique de la première turbine Curtis au monde à être employée dans des outils pneumatiques ont été réalisés sous la direction du Dr. A. P. Weiß, maître de conférences en Machines hydrauliques et Mécanique des fluides. Les turbines à réaction multi-étagées ont une structure complexe et coûteuse, tandis que les turbines à impulsion ne sont pas en mesure d’exploiter efficacement le gradient de pression appliqué. C’est pour cela qu’il a été fait appel à une turbine Curtis issue de la famille des turbines à vapeur. Les calculs de conception ont été vérifiés et confirmés par des simulations de flux CFD (Computational Fluid Dynamics) et des bancs d’essai. Un "banc d’essai pour moteurs et technologies pneumatiques" a été spécialement mis en place à l’Université d'Amberg-Weiden pour permettre de tester des turbines correspondant à cette classe de puissance.
Le comportement couple régime d'une turbine ne diffère pas fondamentalement de celui d'un moteur pneumatique à palettes classique. Dans le cas de moteurs non réglés, le couple augmente de manière linéaire en fonction de la charge externe, depuis la vitesse de ralenti jusqu’au blocage complet du moteur. La puissance maximale représente donc exactement la moitié de la vitesse de ralenti (vitesse nominale). Les disques de meulage haute puissance renforcés en fibres ont une vitesse tangentielle maximale autorisée de 80 m/s. Afin d'assurer l’abrasion optimale de la pièce, il est recommandé d’utiliser le disque à cette vitesse. En présence de moteurs pneumatiques non réglés, ceci est impossible, car la puissance maximale n’est exploitable qu’à la moitié de la vitesse de ralenti. Inversement, un dépassement de la vitesse butoir de 80 m/s peut conduire à la rupture du disque du fait de la force centrifuge. Dans la pratique, ce problème a été résolu par l’installation d’un régulateur de vitesse.
Le principe du régulateur centrifuge s’est avéré particulièrement intéressant car de petits changements de vitesse provoquent des modifications de charge relativement importantes. Une réduction de l'alimentation en air entraîne une limitation fiable de la vitesse de ralenti et donc de la vitesse périphérique indépendamment de la pression d'air. L’ingénieur développement Robert Pesold souligne un effet secondaire avantageux : "l’intérêt réside dans le fait que ce système nécessite moitié moins d’air lorsqu’il est au ralenti." Ainsi, la consommation d'air comprimé de la meuleuse à turbine 2,2 kW au ralenti n’est que de 0,56 m³/mn et celle de la meuleuse 4,5 kW d’à peine 1,28 m³/mn. Il en va de même de la consommation en charge : La machine de 2,2 kW consomme 2 m³/min, et la meuleuse 4,5 kW seulement 3,8 m³/mn. Selon Robert Pesold : "L'efficacité énergétique est l'un des grands avantages de la meuleuse d’angle à turbine dans des applications en continu pour l'industrie."
Les turbines "vivent" de vitesses élevées. Il était clair que pour la conception de la meuleuse d’ange à turbine, la transmission devait fournir une résistance suffisante. Un engrenage conique lubrifié à l'huile, encapsulé et à rotation rapide a été entièrement repensé. La profondeur de coupe maximale pour la découpe de tubes et profilés atteint 38,5 mm pour un disque de 125 mm. Ceci augmente sensiblement la flexibilité de l'appareil et réduit d’autant ses coûts de fonctionnement.
La meuleuse d'angle à turbine innovante de DEPRAG INDUSTRIAL ne se distingue pas seulement par une grande efficacité énergétique et un rapport puissance-poids optimal. Chez DEPRAG, les nouveautés prennent toujours en considération la sûreté et le confort de l’utilisateur. Or dans le cas d’une meuleuse à usage industriel, ce sont principalement les vibrations de l’appareil qui fatiguent l'opérateur. Les meuleuses DEPRAG résolvent ce problème au moyen d’un balancier automatique qui réduit les vibrations. Les poignées ergonomiques sont également antivibratoires et peuvent être réglées confortablement dans deux axes de rotation dans la position souhaitée. La poignée principale peut être tournée par quarts de tour. L'appareil est également convertible pour des opérateurs gauchers de manière simple et rapide. La position du capot de protection de la machine 4,5 kW peut être réglée sans outil, au même titre que le conduit d'échappement d’air. Le remplacement du disque de meulage ou de broyage s’effectue rapidement à l'aide d'un bouton prévu à cet effet. L'appareil est parfaitement adapté à un fonctionnement continu, sans pièces d'usure, et la machine ne nécessite quasiment aucun entretien. Même le changement d'huile est à portée de tout utilisateur grâce aux vis de vidange et de remplissage manuelles.
L'accent est mis sur la sécurité. Le levier de sécurité sur la poignée principale empêche le démarrage accidentel de la meuleuse, et assure grâce à sa course d'ouverture en deux temps une manipulation sans aucun effort, avec un retour automatique au point mort aussitôt que la pression est relâchée. Un commutateur d'arrêt d'urgence intégré et redondant stoppe la machine lors d’une défaillance du régulateur centrifuge, de sorte que l’utilisateur et son environnement ne courent aucun danger dans le cas d’une éventuelle rupture du disque. Robert Pesold ajoute : "Il n’y a pas que la turbine à haut rendement énergétique, ce sont aussi toutes les autres fonctionnalités conçues avec soin et tous ses avantages compétitifs qui font de la meuleuse d’angle à turbine une telle innovation industrielle."
La société DEPRAG SCHULZ GMBH u. CO. KG est basée à Amberg en Bavière. Elle compte près de 600 employés dans plus de 50 pays. En plus d’une branche consacrée aux outils à air comprimé, la société est spécialisée dans les technologies de vissage, d’automation, de moteurs pneumatiques et d'énergie verte au service des compétences fondamentales des entreprises.
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