La vis à billes au cœur d’un tout nouveau système de changement de vitesse pour les poids lourds

Les vis à billes CARRY d’Eichenberger Gewinde gèrent les embrayages automatiques pour les véhicules lourds.

Flexibilité et adaptabilité, fiabilité et sécurité ne sont pas seulement les principes directeurs d'Eichenberger Gewinde AG, ils représentent aussi les exigences les plus importantes d'un des composants de la nouvelle génération de systèmes de boîte de vitesses pour poids lourds : l'embrayage électromécanique. En tant que spécialiste du roulage de filets, Eichenberger Gewinde AG a pour activité principale le laminage ou le formage à froid de filets et la fabrication de vis à billes, de broches et d’écrous. L'objectif poursuivi quotidiennement par l'entreprise suisse, est d'accompagner ses clients dans la création de solutions innovantes et sur mesure grâce à son savoir-faire reconnu et à des méthodes de production les plus modernes.

De nos jours, il est très important pour l'industrie et la société de limiter la consommation des matières premières. C’est pourquoi, il est essentiel d’optimiser l'utilisation des ressources et de l'énergie. Mais comment regrouper les ressources et l'énergie, industrialiser les flux de production et optimiser les processus alors que les besoins des clients sont en constante croissance et que simultanément les coûts d'exploitation sont réduits ? Dans de nombreux cas, les nouvelles technologies apportent des réponses.

Des vis à billes pour l'optimisation du système

Eichenberger a développé le composant mécanique clé de la dernière version de l'embrayage automatique dans un des premiers systèmes automatisés de changement de vitesses sur le marché et a transformé avec succès la production d'échantillons en une production complète. Il suffit d'actionner un interrupteur (et l'action de la broche en acier de 12 mm de diamètre, au pas de 3 mm, de la vis à billes formée à froid qui suit) pour que ce nouveau type d'embrayage s'enclenche complètement, même lorsque le moteur tourne à basse vitesse.
Le fonctionnement de l'embrayage est adapté en fonction des données du capteur d'inclinaison et de la vitesse de démarrage requise. Le moteur accélère si nécessaire pour un démarrage en douceur.
Lors du changement de vitesse, le glissement de l'embrayage est éliminé, c'est-à-dire qu'il n’y a pas de déviation entre les vitesses des deux mécanismes par frottement. L'embrayage sert donc uniquement à séparer le réducteur du moteur. Ces fonctions protègent efficacement l'embrayage et les autres composants du groupe motopropulseur contre les sollicitations mécaniques excessives.

Dans les véhicules lourds, les changements de vitesses fréquents sont inévitables. Plus il y a de changements de vitesses, plus le disque d'embrayage s'use rapidement et donc la probabilité que ce dernier nécessite prématurément un entretien augmente. Naturellement, cette usure ne dépend pas seulement de la fréquence des changements de vitesses, mais aussi de leur exécution. Plus on se rapproche d'une action optimisée dans le temps et parfaitement exécutée, plus il est possible de réduire l'usure. Le nouveau type de système d'embrayage électrique permet de réduire l'usure et d'augmenter la durée de vie tout en ayant un impact positif sur les coûts d'exploitation. En outre, elle permet de réaliser des économies notables de carburant.

Une solution issue de six années de recherche et développement

Un procédé d'embrayage parfaitement réglé impose des exigences extrêmes à la dynamique. En 0,02 seconde, une charge de 3500 N est exercée. Bien que cela puisse sembler simple, il a fallu six années complètes de recherche fondamentale et de développement dans les domaines de la dynamique et de la lubrification pour mettre au point un système.
Seule une vis à billes peut supporter ces exigences sévères en termes de forces dynamiques et de quantité de mouvements. La vis Carry KGT d'Eichenberger, robuste et précise, est capable de surmonter ces défis facilement. Le roulage du filet a un effet très positif sur les valeurs de rugosité des flancs de filet, ce qui réduit considérablement la sensibilité de l'entaille.
La lubrification à vie est difficile à réaliser et pas facile à garantir ; il s’agit ici de millions de cycles de charge à des vitesses d'environ 400 tours. Des essais approfondis ont été nécessaires pour vérifier l'impressionnant taux d'efficacité de 90 % de la vis à billes Carry ; certains essais d'endurance ont duré plus de neuf mois et les essais de lubrification pour prolonger la durée de vie ont duré plus de deux ans.

Pour les vis à billes CARRY 12 x 3, Eichenberger a choisi d'utiliser des tubes déflecteurs en acier. Après développement, une fixation très efficace a été créée pour ce tube.

Lorsque la broche, l'écrou, les roulements à billes et la lubrification fonctionnent parfaitement ensemble.
Le roulage de filets est le cœur de métier d’Eichenberger qui considère le dialogue axé sur les solutions avec le client comme l'un des facteurs de succès les plus importants et les plus efficace. Les exigences spécifiques du client en termes de dynamique, de précision, de charge, de vitesse et d'endurance ont posé des défis. Différents aspects du projet, tels que l'adaptation de la géométrie externe de l'écrou ou un plan d'essai spécifique au client, ont été développés par l'équipe. Ce n'est que lorsque la broche, l'écrou, les roulements à billes et la lubrification fonctionnent parfaitement ensemble qu'il est possible de satisfaire aux exigences les plus strictes. En raison des tolérances serrées de couple, jeu axial et concentricité, un essai à 100 % est effectué sur un dispositif d'essai spécial.

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