Quand des forces brutes sont synonymes de gain

Les rouleaux porteurs en acier que fabrique Artur Küpper à la succursale Bottrop pour les installations de convoyage à bandes supportent en leurs flancs toute la charge, sur 12 à 15 ans. Le flux de matière transporté par an peut atteindre 37.000 tonnes pour le transport du lignite (photo 1). La bande de transport en auges se moule ici selon sa largeur et la capacité de transport à un assemblage de deux à trois rouleaux porteurs, appelé également “guirlande”.
Depuis plus de dix ans, l’entreprise est dirigée avec succès par Werner Christiansen – aujourd’hui, Küpper a pris la place de leader du marché européen pour les rouleaux de transport par gravité. Les clients, parmi lesquels l’entreprise compte tous les grands constructeurs d’installation d’acheminement du monde, obtiennent des solutions développées, étudiées et fabriquées spécifiquement à leurs applications.

Un concept de machine cohérent pour un usinage massif

Plus de 30 ans d’expérience ont contribué à marquer la fabrication des rouleaux porteurs chez Küpper Bottrop. Celle-ci comprend plus précisément les étapes de travail suivantes: A partir de barres tubulaires C45 de 6 mètres de long, la première étape concerne la mise à longueur des axes des rouleaux sur des scieuses automatiques, à laquelle s’enchaîne un travail de tournage en longueur. Ensuite, les bouts des axes obtiennent un fraisage concave, une surface de clé et un trou transversal (photo 2). Dans cet état, les axes et les roulements sont ensuite emmanchés dans des corps de rouleaux porteurs spécifiques au client.
Mais, en ce qui concerne la technique de fabrication, Rolf Schwandtke (photo 3), chef de la production, peut faire révéler un perfectionnement rapide: “dans les années 70, notre matériel d’exploitation était encore essentiellement conventionnel. L’usinage des bouts s’effectuait en plusieurs étapes sur trois machines séparées, dont la gamme des diamètres usinables était d’ailleurs limitée. Dans les années 80, nous nous sommes mis à la technique à commande numérique pour le tournage et le fraisage. La fraiseuse achetée était équipée d’un espace de travail qui permettait une longueur d’usinage de 1,7 m. Malgré la présence d’un dispositif de serrage multiple, elle générait des temps morts importants lors du chargement et du déchargement à la grue. D’autre part, les rouleaux porteurs se sont allongés avec le temps, si bien que nous nous sommes dotés d’un centre d’usinage moderne à fonctionnement pendulaire.”
C’est sur cette machine que s’effectue aujourd’hui le fraisage des axes relativement petits et légers, de jusqu’à 50 mm de diamètre. Pour l’usinage par enlèvement de copeaux massif, tel qu’il est nécessaire lors de l’usinage des bouts d’axes de plus en plus lourds, la puissance motrice et le couple de la broche ainsi que la stabilité de la machine ne suffisent plus. Les grandes surfaces de clé avec une section de coupe de 10 mm par côté devaient être réalisées en plusieurs étapes de coupe, ce qui durait très longtemps. D’autre part, le changeur d’outil automatique, très agile (2 s de temps de copeaux-à-copeaux), s’est avéré être un point faible dans la pratique quotidienne. Il y a quelques temps seulement, il a fallu effectuer une refonte complète des courbes de la commande du mouvement. La capacité de cette machine étant finalement devenu un goulot d’étranglement, l’entreprise s’est décidée il y a un an en faveur d’un investissement d’extension de la capacité.

Exigences sévères satisfaites sur toute la ligne

Le cahier des spécifications établi par la direction et ses collaborateurs s’est révélé très sélectif: “nous recherchions une solution sans compromis. Au premier plan de cette dernière figurait l’exigence d’un concept de machine à la fois mûri et solide, comme condition pour une disponibilité et une sécurité élevées des processus. Nous travaillons en trois équipes six jours par semaine, et dans cette situation, la fiabilité est le maître mot absolu. Le deuxième aspect était la puissance motrice, qui devait être suffisante pour réaliser la surface de clé en une coupe. Il était important d’éviter les temps morts, à l’exception de ceux provoqués par le changement d’outil et la mise en place de nouvelles pièces ; sur ce point, le principe du montant mobile avec fonctionnement pendulaire nous a convaincu. Etant donné que nous fabriquons des axes de jusqu’à 3 mètres de long, la longueur d’usinage devait être de 6,5 mètres au moins. Enfin, le rapport qualité/prix devait évidemment être acceptable.”

C’est notamment par rapport à ce dernier aspect qu’HEDELIUS de Meppen s’est démarqué comme favori. Les emsländer se sont spécialisés sur les centres d’usinage verticaux à montant mobile, dont les bâtis de construction soudée à emboîtement et les traînards larges sont dimensionnés pour les performances d’usinage élevées. La décision a été prise en faveur d’un centre d’usinage à montant mobile “BC 100” (photo 4). Les caractéristiques de machine suivantes sont essentielles pour la réalisation des exigences:

• Servo-broche d’une puissance de 50 kW et d’un couple de 528 Nm

• Porte-outil SK-50 rigide

• Course de 6,5 m sur l’axe X pour l’usinage en mode pendulaire

• Magasin de préhension protégé supplé mentaire sur le plateau de la machine, installé hors de la zone d’usinage (photo 5)

• Espace de travail ergonomique, bien accessible grâce à des portes contre-coudées.

Centre d'usinage livré en trois mois après une information détaillée

La décision a été déterminée également par les prestations après-vente, par lesquelles HEDELIUS souligne sa recherche d’une fidélisation durable des clients. Peter Schneider, agent commercial (photo 3): “HEDELIUS est à ma connaissance le seul constructeur qui garantit pour toutes les machines, dans le paquet standard, une disponibilité des machines de 95 pourcents et un service de 24 heures chez le client. Des chiffres que l’on ne peut oser promettre que si la disponibilité est de fait encore plus élevée. D’autres constructeurs ne se font tirer du nez une garantie comparable qu’à contrecœur, et ce pour des machines individuelles seulement, et ne prennent donc que des risques ponctuels.”
Les décisions d’investissement de cet ordre de grandeur font l’objet d’une préparation particulièrement minutieuse dans une entreprise privée comme Küpper, et la responsabilité y est répartie sur autant d’épaules que possible. C’est ainsi que les conducteurs de machine ont obtenu il y a trois ans l’occasion d’aller à la recherche de solutions appropriées lors de la METAV à Düsseldorf. Au stand d’HEDELIUS, ils se sont fait une première idée des machines exposées, après quoi Rolf Schwandtke a pris contact avec le constructeur de machines. Plusieurs visites auprès de clients de référence ont suivi, et même les usines de production des machines à Meppen ont été inspectées. La confiance réciproque gagnée de ces rencontres a finalement aboutit à la conclusion du contrat d’achat. Directeur des ventes Dennis Hempelmann.(Photo 3): “Le délai de livraison réalisé, de trois mois à partir de la confirmation de la commande, a certainement été pour nous un tour de force en raison de l’ampleur de la machine. Tout compte fait, nous ne parlons pas d’une machine “prête à utiliser”, il a d’abord fallu la construire. A ce sujet, notre organisation rigoureuse et la fiabilité de nos fournisseurs se révèlent payantes. Toutefois, notre ambition est de réaliser à l’avenir un délai de livraison de moins de 16 semaines pour toutes les machines. Pour y arriver, nous élargirons davantage notre superficie en production. C’est de cette manière seulement que nous élargirons notre gamme de produits à de nouvelles solutions innovatrices. Pour l’année prochaine déjà, une nouvelle génération de machines est en préparation.”
Chez Küpper, on s’est également engagé dans une nouvelle voie dans le domaine de la commande des machines. L’expert en usinage par enlèvement de copeaux, Schneider, a recommandé une “TNC 430”, car, de notre point de vue, Heidenhain est le premier choix pour le fraisage et l’alésage en raison de la cohérence de son concept global et de l’étendue de son paquet de fonctionnalités. Dans le cas de Küpper, cette commande offre également des avantages parce qu’il est possible de réaliser des variantes et que certains cycles sont des modules constitutifs des programmes de commande numérique. L’utilisateur adapte ces modules logiciels directement à la machine pour les nouvelles pièces et les enregistre sur le disque dur de grande capacité. Contrairement aux produits d’autres fabricants de commande, ces programmes peuvent encore être utilisés même après un changement de génération de commande.

Ces considérations amènent plus de 80 pourcents des clients, majoritairement des petites et moyennes entreprises, à opter pour une commande Heidenhain lors de l’acquisition d’une machine HEDELIUS.

Sans vibration à des régimes faibles

Pour le constructeur de machines également, le fraisage des surfaces de clé à l’aide des grandes fraises-disques Iscar était “l’usinage clé” (photo 6). “Nous nous sommes aventurés en terrain vierge, dit Schneider, car, il n’existait pas de paramètres d’usinage comparables jusqu’à cette date”. Le doute existait quant à la question des vibrations: l’usinage massif, qui s’effectue à des vitesses de rotation faibles en raison des diamètres des fraises-disques de jusqu’à 250 mm, allait-il provoquer des vibrations se superposant aux caractéristiques de résonnance propre de la machine ?
Les essais ont toutefois permis d’éliminer toutes les réserves, mêmes celles de Rolf Schwandtke, chef de production: “de nombreux constructeurs de centres d’usinage se vantent de proposer des marches rapides de 70 m/min, un changement d’outil diligent et des volumes de coupe en aluminium grandioses. HEDELIUS a montré qu’un concept de machine équilibré et stable vient à bout de l’usinage le plus lourd. Avec les fraises hérissons et fraises-disques d’Iscar, nous avons investit dans une technique d’outillage performante et durable, qui, désormais, entre enfin en application dans la machine.
La fiabilité de la machine pendant la première année d’exploitation a donné raison à notre décision d’investissement. Etant donné qu’il n’existe pas de changeur d’outils automatique - la broche se déplace plutôt jusqu’au magasin à outils installé au centre et y récupère les outils directement - des temps morts un peu plus longs se produisent certes, mais ils ont moins d’importance compte tenu de la part d’usinage par enlèvement de copeaux de 97 pourcents. D’autre part, les dysfonctionnements provoqués par un changeur d’outils automatique sont totalement exclus – ce qui est tout à fait dans le sens de l’utilisateur.

UTILISATEUR

En 1933, Artur Küpper fonde à Velbert-Tönisheide une usine pour la production de paliers à roulement spéciaux. Jusqu’à ce jour, les roulements de fabrication spéciale pour les branches automobile, technique de convoyage, constructions mécaniques et systèmes de transfert restent l’un des deux piliers des produits de l’entreprise. En 1950, les rouleaux porteurs et de bandes de transport pour les matières en cueillette et en vrac sont intégrés à la gamme comme nouveaux produits. Les principaux preneurs sont les industries des boissons et de l’emballage, ainsi que le transport des paquets et des conteneurs pour la branche matières en cueillette, l’extraction du lignite et de la houille ainsi que le transport du sable, des pierres et de la terre pour les matières en vrac. En 1971, cette branche de production s’implante au nouveau site Bottrop en raison de contraintes en termes de capacité de production. Entre 1977 et 1993, l’implantation sera élargie successivement à 7.000 m2 environ de surface couverte. Aujourd’hui, 200 collaborateurs environ dans l’entreprise, dont 120 au lieu d’implantation Bottrop, réalisent un chiffre d’affaires de 21 millions d’euros sous la direction de Werner Christiansen.

Artur Küpper GmbH & Co. KG
Plant 2
46209 Bottrop, Germany
Tél. +49 (0) 20 41/1 77-0
Fax +49 (0) 20 41/1 77-1 00
www.akuepper.de

Helmut Damm
"Machines et installations"

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vue d’ensemble

Photo 1: Jouent un rôle clé: des bandes de transport en auges pour le convoyage des matières en vrac se déplacent sur des rouleaux porteurs de la maison Küpper ; Photo: Küpper, Bottrop