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Mélanges d'élastomères haute qualité de Angst+Pfister – Des mélanges polyvalents

« Lorsqu'il est question de mélanges d'élastomères et de protection incendies, nous sommes sur le devant de la scène », déclare Michael Forrer. Cet ingénieur de Angst+Pfister a développé deux nouveaux éléments pour Bombardier : une butée verticale et un ressort multicouches qui veilleront à ce que les futurs passagers profitent davantage de leur trajet et ce en toute sécurité.
 



Les personnes qui prennent le tramway à Vienne pourront bientôt bénéficier d'un confort grâce aux éléments de Angst+Pfister. Ceux-ci ont été développés en collaboration avec Bombardier et seront intégrés au projet « Flexibility Vienna ». « Bombardier a formulé des exigences très précises pour développer ces éléments tout en étant ouvert aux propositions d'amélioration », explique Michael Forrer. Ce Senior Engineer en antivibration travaille au siège de Angst+Pfister à Zürich. « Nous possédons une vraie expertise dans le développement de telles pièces. C'est pourquoi nous avons saisi notre chance et présenté de nouvelles propositions. » Ainsi, les éléments ont été conçus avec le client : « Grâce à notre support, Bombardier a pu mener des calculs par élément fini – jusqu'à ce que le produit corresponde aux plus hautes exigences », explique Michael Forrer. Il s’agissait d’un ressort multicouches et une butée verticale.

 

Pour un voyage confortable

Bombardier fixe la butée verticale avec deux vis sur le cadre du châssis. Chacun d’entre eux nécessite deux butées verticales. Les châssis créent l'interface entre la carrosserie et les rails. Ils sont donc importants pour le confort mais servent aussi à éviter les déraillements. Lorsque le tramway prend un virage, la carrosserie se penche sur les butées verticales. « Elles servent en première ligne comme éléments de fin de course lorsque l'on subit une charge lourde ou en cas de virage serré. Leur objectif premier n'est pas d'éviter les vibrations », explique Michael Forrer. Les butées subissent des charges latérales et horizontales. « Ainsi, on évite tout effet de Stick-Slip», continue Michael Forrer. « Sans cela, les chocs seraient transmis à la carrosserie et on pourrait les entendre de l'intérieur. » Pour contrer les vibrations causées par les irrégularités sur les rails ou diminuer les bruits de roulement, les ressorts multicouches de Angst+Pfister entrent en jeu. Montés par deux, ils se situent à gauche et à droite des butées verticales, entre les deux axes du bogie, afin d'amortir les vibrations. Sans cela, cellesci aussi seraient transmises au wagon où se trouvent les passagers.

 

Améliorer la performance

« Les butées verticales ont représenté un exercice complexe en matière de conception technique». Les ingénieurs de Angst+Pfister ont proposé quelques modifications qui concernaient le contour en élastomères, les propriétés des élastomères et l'ensemble du choix des matériaux. Les butées sont constituées – en plus de l'élastomère au milieu – d'une plaque coulissante en plastique dans l'espace supérieur et d'un élément en métal à sa base (voir image) « Nous avons par exemple modifié le matériau de la plaque coulissante et choisi du polyéthylène. A l'origine il s'agissait de polyamide. Le polyéthylène possède en effet un meilleur coefficient de glissement. » Ainsi, la capacité de glissement est trois fois plus élevée. « Plus on exerce de la pression sur l'élément, plus il glisse », explique Michael Forrer. « Les deux parties ont dû être testées à maintes reprises. » Les butées verticales ont par exemple été pressées 800 000 fois pour passer le test de durabilité. À la fin du test, les valeurs de performance de l'élément ne doivent pas avoir perdu plus de 25% des valeurs de départ. Il aura fallu neuf ans pour enfin pouvoir mettre les butées en service.

 

Une norme de protection incendie, un élastomère

Angst+Pfister a développé un mélange de caoutchouc homogène pour des composants ayant une masse d'élastomère pur allant jusqu'à deux kilogrammes et répondant aux normes de protection contre l'incendie. Il s'agit ici de la norme EN45545. Les produits pour Bombardier atteignent facilement le niveau de classification R24. « D'autres fournisseurs entourent l'élastomère porteur d'un autre matériau qui correspond aux normes de protection incendie. Toutefois, celuici recouvre et masque aussi toutes les faiblesses éventuelles du caoutchouc (comme les fissures). » C'est la raison pour laquelle les clients préfèrent les mélanges homogènes. À cela s'ajoute parfois un manque de savoir-faire en matière de mélange homogène antiincendie de la part du client qui doit mener des études de marché poussées. Selon la norme EN45545 (section 4.7), ils doivent prouver que le composant ne peut pas être produit avec un mélange homogène. « C'est un accès possible aux normes de protection incendies. Grâce à ses mélanges homogènes, Angst+Pfister ne doit effectuer aucune dépense supplémentaire pour de telles études de marché », dit Michael Forrer.. Lorsqu'on parle de mélanges d'élastomères, il faut savoir que plus on ajoute d'additifs ignifuges, plus la performance est limitée dans les tests mécaniques. « L'équilibre entre la protection contre les incendies et les propriétés mécaniques est tout un art », explique Michael Forrer. De plus, le caoutchouc doit rester stable et se montrer résistant face à un grand nombre de facteurs environnementaux « l'ozone, le froid, la chaleur, les impuretés, les produits nettoyants agressifs et bien d'autres encore. » Afin que les éléments tiennent le plus longtemps possible et n'aient pas besoin d'être remplacés, Angst+Pfister donne à ses clients des conseils de maintenance.

 

Leader dans le domaine de la protection contre les incendies

Bombardier s'est montré très satisfait du travail de Angst+Pfister. L'approche proactive et orientée solutions est un exemple en ingénierie. « Angst+Pfister se situe très bien dans le domaine du développement de mélanges de caoutchouc résistants au feu. Les ingénieurs attestent d'une grande expertise et ne nous permettent aucun compromis sur la qualité », se réjouit Andreas Wolf, Lead Engineer Suspension chez Bombardier.

 

Les amortisseurs verticaux servent de butées de fin de course en cas de charges lourdes ou de courbes serrées.

 

Les ressorts en couches absorbent les vibrations qui, autrement, passeraient dans les cabines des passagers.

 

 

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published: 13 août 2020 à 11:24:00  by: Angst+Pfister Group