Bien plus que de simples réducteurs planétaires

Quelle était la principale préoccupation lors du développement de la toute dernière génération de motoréducteurs planétaires brushless ?

Artur Wagner réfléchit brièvement. « La compacité et la performance combinées à un nouveau design. » C’est exactement le défi qu’a su relever, avec son équipe, le chef du secteur Développement de réducteurs et de moteurs auprès du spécialiste des entraînements allemand STOBER basé dans la ville de Pforzheim.

Par ailleurs, cette combinaison offre aux constructeurs, lors du dimensionnement de ces nouvelles gammes, toutes les possibilités de concevoir la solution d’entraînement spécialement adaptée à chaque application. « Les nouveaux motoréducteurs planétaires brushless sont les plus compacts du marché en matière de polyvalence. Ils offrent un encombrement moindre, un poids réduit, un couple élevé et, par extension, une puissance volumique de jusqu’à 65 % supérieure », explique Artur Wagner. En novembre 2019, STOBER a présenté pour la première fois la nouvelle génération à un public de professionnels très intéressé sur le Salon SPS smart production qui se déroulait dans la ville allemande de Nuremberg.

Quelle était la principale préoccupation lors du développement de la toute dernière génération de motoréducteurs planétaires brushless ? Artur Wagner réfléchit brièvement. « La compacité et la performance combinées à un nouveau design. » C’est exactement le défi qu’a su relever, avec son équipe, le chef du secteur Développement de réducteurs et de moteurs auprès du spécialiste des entraînements allemand STOBER basé dans la ville de Pforzheim. Par ailleurs, cette combinaison offre aux constructeurs, lors du dimensionnement de ces nouvelles gammes, toutes les possibilités de concevoir la solution d’entraînement spécialement adaptée à chaque application. « Les nouveaux motoréducteurs planétaires brushless sont les plus compacts du marché en matière de polyvalence. Ils offrent un encombrement moindre, un poids réduit, un couple élevé et, par extension, une puissance volumique de jusqu’à 65 % supérieure », explique Artur Wagner. En novembre 2019, STOBER a présenté pour la première fois la nouvelle génération à un public de professionnels très intéressé sur le Salon SPS smart production qui se déroulait dans la ville allemande de Nuremberg.

Une expérience vieille de plus de 85 ans

STOBER peut se targuer d’une expérience de plus de 85 ans dans la construction et la production de composants d’entraînement. Paul et Wilhelm Stöber ont fondé l’entreprise, jadis atelier mécanique, en 1934. Ils étaient entraînés par la volonté de mettre en pratique leurs propres idées et d’optimiser des choses qu’ils considéraient comme imparfaites – c’est du moins ce qui ressort de l’historique de l’entreprise. Cet esprit marque jusqu’à aujourd’hui non seulement Patrick Stöber et Andreas Thiel qui représentent la troisième génération à la tête de l’entreprise depuis le début du nouveau millénaire, mais aussi l’ensemble des collaborateurs. « À ce jour, toute notre gamme de produits – depuis la mécanique jusqu’à l’électronique – est synonyme de qualité, de longévité et de durabilité – et d’une quasi absence de défaillances », déclare Patrick Stöber avec satisfaction.

Ce savoir-faire permet aux spécialistes une mise en œuvre en interne de toute la chaîne cinématique. En cas de besoin, le client se voit proposer la solution d’automatisation complète composée du réducteur, du moteur, de l’électronique et des câbles – dans la combinaison de son choix. « Chez nous, les disciplines nécessaires s’imbriquent les unes dans les autres comme les roues dentées d’un engrenage », explique Patrick Stöber. « Nous n’achetons pas de composants tiers. C’est pourquoi, nous ne nous voyons pas dans l’obligation de nous adapter. » L’essentiel est le raisonnement systémique commun aux ingénieurs en vue d’une travail main dans la main – du développement de réducteurs à celui de l’électronique, en passant par le développement de moteurs. Le Directeur de l’entreprise est convaincu que ce qui importe, c’est la communication les uns avec les autres, celle-ci étant la condition sine qua non de l’élaboration d’une solution globale. Les responsables des différents départements sont ainsi toujours en contact les uns avec les autres, mais aussi avec les ingénieurs de la mise en service et les conseillers clientèle. « Cette proximité est source d’efficacité, de performance et de précision », souligne Stöber.

Mus par le raisonnement systémique

Avec ce raisonnement systémique en tête, ce n’est donc pas un hasard si la troisième génération de motoréducteurs planétaires brushless coïncide avec la troisième génération à la tête de l’entreprise. Les réducteurs planétaires sont le nec plus ultra des réducteurs. Depuis les années 1980, STOBER compte parmi les spécialistes dans ce domaine. Ces composants se caractérisent par une structure compacte et sont capables de transmettre des couples élevés car les forces sont réparties sur plusieurs roues dentées, contrairement aux réducteurs conventionnels. Cela se manifeste également dans une rigidité extrêmement élevée.

C’est pourquoi Patrick Stöber pense que ces composants restent le fondement essentiel de chaque système d’entraînement. Même si le spécialiste de Pforzheim a désormais encore bien plus à proposer. « Beaucoup peuvent construire des moteurs et des servo-variateurs, mais chez nous c’est bel et bien ce réducteur qui constitue le cœur même du système », ajoute-t-il.

C’est à Artur Wagner et son équipe qu’il faut attribuer le développement de la nouvelle génération. Diplômé en génie mécanique, il fait partie de l’entreprise depuis près de 28 ans et a également largement participé au développement de la deuxième génération – mais c’était il y a près de 16 ans. « Dans les années 1990 déjà, nous étions le premier fabricant sur le marché à proposer des réducteurs planétaires dotés d’une denture hélicoïdale silencieuse », explique-t-il non sans fierté.

Mais entretemps, la concurrence a atteint un niveau technologique similaire. Elle a même une longueur d’avance en un point – l’optique. « L’aspect extérieur revêt une importance croissante sur le marché », explique Wagner. « Ainsi, certains réducteurs proposés par des concurrents meilleur marché avaient une apparence plus haut de gamme que notre solution, bien qu’ils ne l’étaient pas. » C’est la raison pour laquelle STOBER a également optimisé le design de la nouvelle génération. Les contours sont plus fluides et la structure de la surface est par conséquent nettement plus lisse. Citons, à titre d’exemple, les bouchons en plastique dans la bride de raccordement du moteur qui ont été remplacés par des vis de fermeture noyées. « L’aspect extérieur des réducteurs correspond désormais à leurs valeurs intérieures », dit Wagner en souriant. Et ils en imposent.

Citons, entre autres, le moment d’inertie de masse réduit grâce à la suppression de l’adaptateur moteur. Cela permet d’exploiter pleinement la dynamique de l’entraînement – un réel avantage pour le client. La nouvelle génération se distingue, en outre, par la très grande stabilité du jeu rotatif et par sa robustesse.

Les avantages pour l’utilisateur sont des couples d’accélération supérieurs de 60 %, une augmentation de 45 % de la vitesse de rotation ainsi qu’une rigidité en torsion accrue de jusqu’à 50 %. « Cela est entre autres à attribuer à la denture qui constitue le cœur du réducteur », explique Wagner. « Dans la nouvelle génération, nous avons optimisé la denture pour le couple requis. »

Flexibilité du montage du moteur jusqu’au système de paliers

La nouvelle génération de réducteurs planétaires se distingue particulièrement par sa diversité exceptionnelle. Il est possible de monter directement tous les moteurs STOBER comme les gammes EZ ou les moteurs Lean sans encodeur directement sans adaptateur – ce dans toutes les tailles. Pour la connexion de moteurs tiers, le spécialiste des entraînements propose une technologie d’interface unique sur le marché : les adaptateurs moteur STOBER sont disponibles avec différents accouplements et, dans la variante ServoStop, avec un frein intégré ; ajoutons à cela la possibilité de combiner les adaptateurs avec des réducteurs standard ou à jeu réduit. Notamment la version grande taille des adaptateurs avec grande plaque de moteur permet la connexion des réducteurs STOBER ultra compacts aux moteurs de très grandes tailles – un argument clé de vente.

Autre atout par rapport à la concurrence : en fonction de l’application, l’utilisateur peut choisir le roulement adapté entre roulement rainuré à billes, roulement à rouleaux cylindriques ou roulement à contact oblique. Ces roulements à frottement optimisé permettent généralement des vitesses de rotation supérieures.

Cette diversité exceptionnelle offre aux constructeurs, lors du dimensionnement, toutes les possibilités de concevoir la solution d’entraînement spécialement adaptée à chaque application. Un moteur de taille réduite pour optimiser le rendement ? Pourquoi ne pas le combiner avec un servo-variateur plus compact – ce qui aurait également pour effet de réduire les coûts.

Tout pour la qualité

« À cela s’ajoute la plaque signalétique électronique améliorée qui simplifie énormément la mise en service par Plug and Play sur les servo-variateurs correspondants », ajoute Artur Wagner. « Les motoréducteurs sont ainsi identifiés de manière univoque. Un paramétrage fastidieux et sujet à erreurs devient inutile, ce qui a pour effet d’écourter considérablement la configuration du système. ».

Il va sans dire que les ingénieurs ont été également confrontés à des défis. « Nous voulions améliorer la performance par rapport à la version précédente et construire des composants nettement plus compacts, tout en veillant à n’augmenter en aucun cas les coûts », explique Wagner. Un exercice d’équilibre qu’il a réussi aux côtés de son équipe grâce à de nouvelles technologies de fabrication. Ensuite, il y avait un autre défi : « Nous voulions réduire de manière générale le nombre de pièces modulaires », déclare-t-il. Il explique qu’il y est parvenu grâce à une gestion cohérente des variantes et à des interfaces uniques. Dans un souci de garantir ici aussi le niveau de qualité toujours élevé lors du montage final, le spécialiste de Pforzheim a développé un autre banc d’essai End of Line spécialement pour la nouvelle génération. « Il va sans dire que nous voulons offrir à nos utilisateurs uniquement des solutions qui répondent aussi à nos propres critères de qualité », explique Michael Fitzer, Planification centrale Technique auprès de STOBER et responsable. Et ces critères sont élevés. Chaque entraînement qui quitte notre entreprise est ainsi testé et documenté.

Avec cette nouvelle génération, le spécialiste des entraînements STOBER entend démontrer sa proximité avec le client. « Nous pouvons réagir directement à tout moment », déclare le Directeur Patrick Stöber. « Quelque soit la situation qui règne chez le client. » Le plus important, c’est le partenariat et le professionnalisme d’égal à égal. STOBER assiste ses clients depuis la planification d’une installation jusqu’à la prise en charge personnelle en aval, en passant par la mise en service. « Nous les prenons par la main et sommes accessibles 24 heures sur 24 pour eux », explique Stöber. Pour nous, le client n’est pas un numéro, car nous connaissons son nom. » Et c’est précisément ce qui distingue le spécialiste de Pforzheim, outre la grande sympathie, comme il ressort d’une analyse intitulée FAN menée l’année dernière et dans laquelle les clients étaient priés d’indiquer ce qui distingue entre autres le spécialiste des entraînements.

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