Dossier sujet 0 - E51 « Conception détaillée » - BTS CPI

Sujet : Banc de test de membrane de TGV

Configuration du groupe4 : 4 étudiants.

HUTCHINSON de Châlette sur Loing a proposé au lycée Durzy un projet sur les membranes ferroviaire (aussi appelé suspension secondaire). La membrane est un coussin gonflé à l’air comprimé situé sous le TGV (voir photographie ci-dessous), son rôle est d'absorber les vibrations pour apporter un meilleur confort et une bonne stabilité.

Principe d'utilisation du banc de contrôle membranes :

Mesures d'étanchéité:

Après la mise en place de la membrane sur le banc, 1'opérateur ouvre une vanne pour gonfler la membrane à une pression donnée. La pression est mesurée avec un capteur analogique et lue par l'opérateur sur un afficheur digital. Une fois la pression obtenue l'opérateur ferme la vanne d'arrivée d'air et attend que la membrane se stabilise, il note alors la valeur de la pression de début de test, déclenche un chronomètre et à la fin du temps du test note la nouvelle valeur de la pression et purge la membrane.

Mesures dimensionnelles :

Après le test d'étanchéité l'opérateur regonfle la membrane à une nouvelle pression, la laisse se stabiliser et mesure la hauteur H à l'aide d'une règle et d'une équerre graduée. Le diamètre D (diamètre le plus grand) n'est pas mesuré directement, en fait c'est le périmètre que l'on mesure avec un réglet.

Accès et manipulations :

• Le bridage du grand talon (tringle T2) devra se faire sans vissage de l' opérateur.
• Passage de la membrane dans la couronne T2 possible hors poste de contrôle.
• Possibilité d'avoir plusieurs plateaux en fonction des diamètres T2.
• Bridage Tl et hauteur de nivellement automatique ou pré-établie.
• Assurer 1' étanchéité entre les pièces mécaniques intérieures à la membrane.
• Idéalement rotation de 360 o du plateau et accès 360 o autour de la membrane.
• Réduire au maximum les temps de changement de référence en standardisant autant que faire se peut les outillages.

Dimensions et précisions des mesures :

• 400 < D < 1100 +/- 1
• 120 < H < 300 +/-1
• 80 < A < 180 +/- 2
• Pression d'étanchéité : 0- 12 bars affichage 0.01 bar précision:+/- 1% de la pleine échelle.
• Pression pour mesure des dimensions: idem pression d'étanchéité.
• Répétitivité des mesures à définir.
• Effort maxi sur le chapeau pour le maintenir à la position de la cote A: 200 kN.

Contraintes :

• Pas d'actionneur hydraulique.
• Surface au sol maxi du poste seul= 1m2 (montage couronne T2 possible en dehors).
• L'ensemble sous contraintes doit résister à un effort de 300 kN.
• Cas des membranes à tringles identiques : plateaux spécifiques à prévoir avec montage rapide des talons, soit bancs prédisposés.

Energies:

• Alimentation en air à 12 bars : impératif.
• Alimentation possible en courant 380 V tri: possible.

Analyse de l'existant.

L'entreprise réalise quatre membranes différentes en caoutchouc pour les suspensions des TGV. Une fois la membrane terminée, elle doit être contrôlée. Le contrôle contient cinq étapes :

• Le montage de l'ensemble: assemblage de la couronne, de la membrane, du chapeau et des calles sur le Banc de tests.
• Le test d'étanchéité: membrane mise sous-pression pendant un temps définit.
• Les mesures dimensionnelles : faites sur la membrane mise de nouveau sous-pression.
• La recherche des défauts visuels : mauvaise vulcanisation, crevasses ....
• Le test de sollicitation (ce test ne concerne pas notre étude).

Le test d'étanchéité et les mesures dimensionnelles sont réalisés sur le même Banc.

Les améliorations à apporter :

• Le montage de la couronne avec la membrane doit être automatisé.
• L'opérateur doit interagir le moins possible avec le banc de test.
• Déroulement du test automatique.
•  Assemblage et test regroupé sur le même banc.