Un capteur de contrainte réduit les vibrations innovant sur les pompes à béton sur camion

12/02/2019

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Pour offrir un confort accru aux opérateurs des pompes à béton sur camion équipées d'un grand bras, Schwing a développé un système de réduction des vibrations innovant. En partenariat avec Baumer Electric AG, Schwing a mis au point un nouveau capteur de contrainte à protection IP69K offrant une plage de mesure particulièrement large. Celui-ci signale les déviations du bras avec précision et rapidité.

Depuis sa création dans les années 1930, le groupe allemand conçoit, fabrique et commercialise des pompes, machines et équipements industriels destinés à la production, au transport et au retraitement du béton : centrales de mélange, camions malaxeurs, pompes stationnaires et sur camion, usines de recyclage. Qu'il s'agisse de construire une piscine dans le jardin d'une maison ou de réaliser de prestigieux travaux publics comme le One World Trade Center à New York ou le troisième pont du Bosphore en Turquie, des machines et installations sont déployées chaque fois que le béton est employé pour offrir une stabilité permanente. Avec six sites de production et des filiales ou représentants dans plus de 100 pays, l'entreprise propose des solutions efficaces, fiables et pérennes dans le monde entier. Ses capacités de production de composants essentiels en interne garantissent des processus d'inspection stricts et des produits de grande qualité.

Des pompes à béton sur camion de taille et de type variables sont fabriquées sur les sites de Herne (Allemagne), Chennai (Inde) et Sao Paulo (Brésil). Les modèles dotés des pipes de bétonnage les plus longues sont fabriqués au siège allemand du groupe SCHWING. Grâce à leur nouveau type d'entraînement de la pipe, à l'utilisation d'acier haute résistance, à leur poids réduit et au confort accru qu'ils offrent à l'opérateur, ces modèles répondent aux demandes accrues du marché en termes d'économie, d'écologie et d'ergonomie.

Des sites de construction soumis à des conditions difficiles

Les pipes de bétonnage modernes ont une portée de près de 65 mètres. Avec leurspistons double cylindre à haut rendement et leur pression pouvant atteindre 85 bar, elles pompent le béton à une vitesse maximale de 164 m³ par heure, ce qui provoque inévitablement des vibrations au niveau du bras. Pour améliorer le confort d'utilisation de l'embout, Schwing a développé un concept de réduction des vibrations innovant, impliquant la révision complète des éléments hydrauliques. Un transducteur de précision était nécessaire pour détecter les allongements provoqués par le mouvement de la pipe de bétonnage, puis transmettre les variables de commande pour atténuer les vibrations. Un capteur de force devait être intégré mécaniquement au flux direct des forces provenant du bras, puis ajusté avec exactitude selon la géométrie de la machine. Le travail de développement a pu être considérablement réduit en absorbant le mouvement sur l'allongement. L'effet d'une force produit toujours des allongements dans une structure mécanique. Ceux-ci dépendent de la géométrie de la structure à mesurer et du module d'élasticité.

Une solution sur mesure pour le client

« En étroite collaboration avec Baumer Electric AG, nous avons mis au point un capteur de contrainte innovant spécialement pour le client, qui a permis de résoudre toute les difficultés », explique Reiner Vierkotten, ingénieur senior en charge des systèmes de commande chez SCHWING GmbH. « Par rapport aux matériaux précédents, les nouveaux aciers haute résistance que nous avons employés placent les efforts mécaniques et les allongements dans des zones plus élevées. Or, les capteurs de contrainte classiques ne fonctionnent pas dans ces zones. »
Une nouvelle série de capteursa été développé via une technique de modélisation par éléments finis avec une plage de mesure de ±2000 µm/m. Facile à installer, le capteur à joint longue durée fonctionne parfaitement pendant de longues périodes, malgré les conditions difficiles des sites de construction. Il est calibré en usine, ce qui accélère l'installation et les éventuels remplacements. Avec son électronique embarquée, le nouveau capteur fournit un signal CANopen numérique haute résolution directement au système de commande de la pompe à béton.

Comparé aux capteurs de force, qui doivent être ajustés avec précision à la géométrie de la machine, le capteur de contrainte peut être facilement installé dans une position optimale avec seulement deux boulons. La structure de la machine est ainsi préservée, ce qui fait gagner du temps de développement et facilite l'installation. La conception robuste du capteur le rend insensible aux chocs, impacts et autres influences mécaniques. Il est donc idéal pour les environnements de construction. En parallèle, il réagit rapidement et peut détecter avec précision le moindre allongement ou la moindre compression. Son boîtier anticorrosion le protège du vent et des intempéries. Certifié IP69K, son étanchéité est totalement garantie. Il peut donc être nettoyé par jet de vapeur haute pression.

« Nous sommes extrêmement satisfaits de cette collaboration », commente M. Vierkotten. « Ce système innovant de réduction des vibrations est aussi disponible pour la dernière pompe à béton sur camion S 65 SXF de SCHWING, présentée au début de l'année 2018 au salon World of Concrete à Las Vegas. À l'issue d'une phase de prototypage complète, avec essais et optimisations, la production en série du nouveau capteur de contrainte DST55R a été initiée avec succès par Baumer. Il est très probable que nous utilisions de nouveau des capteurs Baumer à l'avenir, dans le cadre d'autres projets impliquant nos pompes à béton sur camion. »

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