Comment les blocs presses hydrauliques certifiés améliorent la sécurité, font économiser de l’énergie et réduisent les coûts
La sécurité fonctionnelle n’admet aucun compromis et sa mise en œuvre passe par des étapes incompressibles. En revanche, il est toujours possible de réduire le temps de développement et la consommation énergétique des presses hydrauliques.
Les blocs hydrauliques dédiés à ces applications constituent un bon moyen pour répondre rapidement et de manière rentable aux normes EN ISO 16092-3 et EN 289 tout en améliorant leur bilan énergétique.
Accélérer l’implémentation de la sécurité
Le choix du système de sécurité
Les entreprises qui fabriquent des presses hydrauliques ou des machines de traitement du caoutchouc et des matières plastiques doivent s’assurer que ces équipements fonctionnent en toute sécurité.
Les systèmes hydrauliques doivent être conçus de manière à limiter d’emblée les risques pour la santé de l’opérateur et toutes formes de risques résiduels.
Les constructeurs sont donc confrontés à un défi : ils doivent définir très précisément comment le dispositif de protection va interagir avec la commande de sécurité du système hydraulique.
La meilleure façon d’y parvenir est de recourir à un système complet de commande de sécurité. Celui-ci doit être conforme à la norme ISO 16092-3 pour une presse hydraulique et à la norme EN 289 pour les machines de traitement du caoutchouc et des matières plastiques. Lorsque toutes les variantes de conception répondent à ces normes, la sécurité de la machine ne dépend alors ni de la taille du module de presse, ni du mode de fonctionnement de la presse.
Ainsi l’utilisation permanente du même cycle de commutation, lorsqu’elle est possible, simplifie considérablement l’écriture du programme de sécurité. (Cela se vérifie plus particulièrement avec les systèmes répondant aux exigences de la directive machine 2006/42/CE).
Mise en service et certification simplifiées avec des blocs hydrauliques dédiés aux presses
Il existe des blocs de commande hydrauliques standards spécialement conçus pour les presses. Configurables en ligne, fournis sous forme de système prêt à installer et incluant la sécurité fonctionnelle, ces modules présentent plusieurs avantages :
- Ils permettent un raccordement simplifié au système de commande de sécurité électrique.
- L’obtention d’une documentation détaillée à l’issue de leur configuration accélère la certification CE de la presse ou de la machine.
Lorsqu’ils ont déjà été testés dans le cadre d’une évaluation de conformité, ils permettent de satisfaire à toutes les exigences de sécurité des différents modes de fonctionnement avec un investissement minime.
Réduire et fiabiliser la conception avec des blocs standards pour les presses
La combinaison de blocs modulaires standards prend beaucoup moins de temps que le développement et l’intégration de blocs hydrauliques spéciaux.
L’intelligence intégrée la plupart du temps à leur logiciel de configuration évite les erreurs de conception. Les modules dédiés à l’automate de sécurité sont conçus pour faciliter la programmation.
Un besoin d’une plus grande efficacité énergétique
Outre la sécurité fonctionnelle, les constructeurs se concentrent de plus en plus sur le bilan énergétique global du système. Sur une presse hydraulique, il dépend directement des temps de cycles et de la puissance installée. Il existe deux approches possibles pour l’améliorer :
- Sur un système en place, la priorité consiste à utiliser la puissance de l’entraînement de manière aussi efficace que possible.
Pour raccourcir les temps de cycles, le système de régulation de puissance peut actionner l’outil de déformation plus tardivement dans le process de presse pour atteindre plus vite le point mort.
- Lorsque le concept d’entraînement peut être modifié, il n’est pas nécessaire de changer tout le système. Le remplacement de composants par des modèles à haut rendement énergétique peut s’avérer suffisant. Il s’agit d’examiner au préalable le gain potentiel en énergie et la possibilité d’une réduction de volume.
Les modules de presses à haut rendement énergétique offrent une solution particulièrement intéressante. Ils reposent sur un système de commutation qui réduit considérablement les pertes de pression entre la pompe et l’actionneur.
Cette réduction, qui peut aller jusqu’à 40 %, signifie autant de puissance en plus pour la force de compression nette. Les modules pour presses IH04 de Bosch Rexroth approchent cette performance.
Enfin, le potentiel de réduction du système hydraulique sera d’autant plus élevé avec des modules issus d’une gamme bien échelonnée en taille.
Modules certifiés IH04 pour presses de Bosch Rexroth
Bosch Rexroth propose des blocs standards pour presses. Optimisés pour l’efficacité énergétique et dotés d’un concept de sécurité et de certification standardisé, ils offrent aux constructeurs de nombreux avantages concurrentiels.
Modules prêts à installer avec certificat de test
La solution modulaire IH04 de Bosch Rexroth permet d’obtenir des systèmes de commutation prêts à installer. La complexité technique est d’autant plus réduite qu’ils sont fournis avec un certificat de test pour la conformité avec les normes EN ISO 16092 et EN 289:2009. Ainsi, toutes les exigences relatives à la sécurité pour les modes de fonctionnement peuvent être remplies avec un investissement minime :
- Mode manuel
- Mode automatique
- Mode réglage à deux mains conformément au niveau de performance PL e
- Vitesse de fermeture inférieure à 10 mm/s, conformément au niveau de performance PL d
Il en est de même pour la fonction d’’arrêt avec barrière photoélectrique intégrée à la presse. Le système modulaire doté d’un concept de sécurité standardisé se compose de cette manière :
1. Modules de descente avec la possibilité d’ajuster le calibre
Plus une gamme de modules est échelonnée en taille, plus le potentiel de réduction de volume et de coût est élevé. Les constructeurs ont le choix entre deux types dans la gamme actuelle IH04 de Bosch Rexroth incluant un concept de sécurité standardisé :
- Le type C, disponible en cinq tailles standard (10, 16, 25, 32 et 35).
Il est destiné aux applications dont les débits peuvent atteindre 2 000 l/min et des pressions jusqu’à 350 bar. - Le Type D, en fonte, est disponible en deux tailles standard (6 ou 10).
Il convient à des débits pouvant atteindre 80 l/min et 315 bar.
Les deux systèmes modulaires comprennent au moins un module de base, un distributeur pour contrôler le débit et des modules d’extension, selon la fonction. Ces derniers gèrent toutes les fonctions hydrauliques courantes et offrent également des avantages structurels, tels que des connexions d’alimentation latérales.
Cela permet d’obtenir une gamme de fonctions de contrôle de la pression et de la position dans le circuit ouvert, y compris des fonctions de sécurité. Côté logiciel, une bibliothèque complète de modules de sécurité pour l’automate de sécurité, conformément à PLCopen, est disponible.
Il s’agit notamment de systèmes de commande pour le piston supérieur, le dispositif de retenue, l’éjecteur et le coulisseau de la presse.
Module homologué pour la commande de la presse hydraulique avec un débit volumétrique maximal de 2 000 l/min : Modules de base de type C avec modules d’extension et distributeur
| Taille | 10 | 16 | 25 | 32 | 35 | ||
| Pression de fonctionnement | bar | 350 | 350 | 350 | 350 | 350 | |
| Débit nominal | Pompe | l/min | 140 | 300 | 600 | 1 000 | 2 000 |
| Chambre de pistonà Réservoir | l/min | 250 | 500 | 700 | 1 200 | 2 100 | |
| Espace annulaire à Réservoir | l/min | 140 | 300 | 600 | 1 000 | 2 000 | |
| Pompes recommandées | |||||||
| A4VSO LR2N, HS5(E), SYHDFEn | cm3 | 71 | 180 | 250-355 | 2x 355 | 4x 355 | |
| A15VSO LRDR(G) | 210 | 280 | |||||
| A10VSO DR(G), LA D(G/S), SYDFED | 100 | 180 | |||||
Tailles et performances principales des modules pour presses IH04 type C
| Taille | 06 | 10 | ||
|---|---|---|---|---|
| Pression de fonctionnement | bar | 315 | 315 | |
| Débit nominal | Pompe | l/min | 40 | 80 |
| Chambre de piston à Réservoir | l/min | 80 | 200 | |
| Espace annulaire à Réservoir | l/min | 40 | 80 | |
| Pompes recommandées | A4VSO LR2N, HS5(E), SYHDFEn | cm3 | 45 | |
| A10VSO DR(G), LA D(G/S), SYDFEn | cm3 | 28 | (71) |
Tailles et performances principales des modules pour presses IH04 type D
2. Modules de coussin de presse
Afin d’accroître l’efficacité énergétique, la rentabilité et les options de commande hydraulique de la presse au-delà du piston supérieur, Bosch Rexroth étend le système modulaire IH04 à des modules de coussin à course ascendante appropriés pour la norme DIN ISO 16092-3. Les modules type E, pour des débits volumétriques pouvant atteindre 2 000 l/min, sont optimisés pour un meilleur rendement et testés.
Ils seront disponibles prochainement dans les tailles 10, 16, 25 et 32. Avec les modules IH04E, il est possible d’obtenir des fonctions de coussin avec contrôle actif et passif de la pression pour une meilleure efficacité et une réduction de coûts. Les fonctions d’extension disponibles sont notamment : Load Sensing (LN), Circuit différentiel (DN), Servo-distributeur à recouvrement nul (RN) ou une combinaison de circuit différentiel et Load Sensing (DL).
Mise en œuvre facilitée de la sécurité fonctionnelle
Bosch Rexroth fournit un certificat de test de chaque module pour presse de type C afin de garantir un fonctionnement sûr, conformément à la norme EN ISO 16092-3. Dans le système de commande, le niveau de performance d est atteint en mode configuration et un niveau de performance e Cat4 contre les dangers en phase d’ouverture et de fermeture.
Ceci prévient le risque de descente accidentelle due au propre poids du coulisseau, le démarrage intempestif en position de repos ou encore les mouvements de fermeture intempestifs. Le module presse IH04 satisfait à toutes les exigences de sécurité pour les modes de fonctionnement, y compris ceux-ci :
- mode manuel
- mode automatique
- mode réglage à deux mains, conformément au niveau de performance PL e
- Vitesse de fermeture inférieure à 10 mm/s, conformément au niveau de performance PL d.
En mode arrêt sécurisé, un système de barrière photoélectrique contrôlé par le process permet au personnel d’exploitation d’accéder à la chambre pour y placer des pièces ou les retirer sans se mettre en danger.
| IH04 Type | Mesure de sécurité selon la nature du danger | Extrait de référence de la norme | Niveau de performance | Classe de sécurité |
|---|---|---|---|---|
| Prévention de l’abaissement intempestif dû au poids | ISO 16092-3 Section 5.3.7.2 | e | ||
| Types C et D | Prévention du démarrage intempestif en position de repos | ISO 16092-3 Section 5.4.1.1.4a | e | 4 |
| Types C et D | Prévention des mouvements de fermeture intempestifs | ISO 16092-3 Section 5.4.1.1.4c | e | 4 |
| Type C | Réduction sûre de la vitesse en dessous de 10 mm/s avec dispositif de commande à actionnement continu | ISO 16092-3 Section 5.3.2 | d | 3 |
Fonctions de sécurité et niveau de performance pour les modules IH04 de type C et D à course descendante
Avantages économiques
Les blocs modulaires pour presses aident également les constructeurs à réduire leurs coûts de conception. Un ingénieur de vente de Bosch Rexroth configure le module requis via un outil de conception et détermine le prix catalogue. L’intelligence intégrée au logiciel évite les erreurs de conception.
Les modules dédiés à l’automate de sécurité limitent le volume de programmation et réduisent les coûts d’ingénierie.
Avec le passage à une taille réduite du fait de leur capacité de charge, le coût matériel et d’installation des modules pour presses est inférieur au coût de fonctionnement des accumulateurs, à débit et pertes de pression égaux. Fini également, le surdimensionnement. Avec le système d’automatisme MLC et le contrôleur de sécurité Safety Logic Control de Bosch Rexroth, les utilisateurs bénéficient d’une solution à l’état de l’art qui réduit aussi leurs coûts de gestion.
Les constructeurs de presses en tirent donc de nombreux bénéfices :
- Un fonctionnement sûr avec un risque résiduel minimal
- Une amélioration du bilan énergétique de la presse
- Une baisse durable des coûts grâce au calibrage plus fin du système hydraulique
- Une réduction des temps de conception, de construction et de mise en service
L’impact positif sur les coûts de fabrication et le délai de commercialisation est d’autant accru par l’approche modulaire utilisée de manière globale, par exemple pour les fonctions de descentes ou de coussin. Bosch Rexroth développe constamment de nouvelles fonctions pour de nouveaux types de presses. Le champ des applications et les possibilités d’optimisation ne cesse de s’étendre.
