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Une situation gagnant-gagnant dans la plus pure tradition

thyssenkrupp rothe erde®, Lippstadt : six tours verticaux rotatifs Dörries CONTUMAT en service

Quand un fabricant de roulements de grandes dimensions et un constructeur de machines collaborent intensivement depuis des décennies : depuis les années 1980, thyssenkrupp rothe erde® utilise des machines-outils de Starrag, qui, à son tour, installe de grands roulements de thyssenkrupp rothe erde® dans ses tours verticaux, par exemple dans le nouveau Dörries CONTUMAT VC 6000/500  pour Lippstadt.

« Flap, flap, flap ». Au calme, dans la région du Sauerland, les hélices tournent dans l’un des nombreux parcs éoliens. Mais la vue est trompeuse : ce n’est pas toujours aussi paisible. En janvier 2007, les éoliennes ont même dû braver l’ouragan Kyrill, et ses rafales de vent atteignant jusqu’à 225 km/h. Les conditions météorologiques en constante évolution exigent beaucoup non seulement des éoliennes, mais aussi des systèmes d’entraînement. Ainsi, malgré les conditions d’utilisation difficiles et en constante évolution suivant la météorologie, les roulements de grandes dimensions doivent durer entre 20 et 25 ans. De nombreux fabricants du secteur de l’énergie éolienne utilisent des techniques d’entraînement sur mesure provenant de la région de Lippe. Il est question de thyssenkrupp rothe erde® Germany GmbH à Lippstadt (Lippe en français). À quelques kilomètres seulement des parcs éoliens du Sauerland, l’entreprise fabrique chaque année de grands roulements dans ce qui est probablement le plus grand parc de machines du secteur du roulement en Europe. Le degré d’usinage par enlèvement de copeaux est très élevé, car il y a 20 000 tonnes de copeaux qui tombent. Le tournage, la rectification, le fraisage et le polissage sont pris en charge par plus de 350 machines-outils.

Un seul fournisseur pour tous : tous les roulements de grandes dimensions, roulements et bagues pour éoliennes

« Dans le cadre de l’évaluation technique finale du bonus-malus, Starrag s’est révélé comme le partenaire idéal pour la finition. »

Dans le parc de machines, quelque 25 machines-outils de Starrag ont été achetées par thyssenkrupp rothe erde® depuis 1980 et sont toujours en service. En dessous, on trouve six tours verticaux rotatifs Dörries CONTUMAT, qui assurent principalement la finition des roulements pour éoliennes. « Nous fournissons des roulements de pales, de tours et de rotors pour les éoliennes, et ce jusqu’à 6 mètres de diamètre », explique l’ingénieur Mattias Töfke, chef de production chez thyssenkrupp rothe erde®. Les roulements sont produits dans une très large gamme de fabrication pour un parc de machines qui est très vaste. « Nous nous chargeons de l’usinage complet, de l’usinage thermique, du traitement des surfaces et du montage », explique l’ingénieur Jürgen Lange, responsable de la maintenance et de la planification du site, « nous ne nous approvisionnons à l’extérieur que pour quelques composants tels que des vis ou des joints ».

La production débute dans le laminoir circulaire de Dortmund : des bagues rothe erde® laminées à partir d’alliages spéciaux en acier haute résistance sont fabriquées là-bas, et elles sont transformées à Lippstadt en roulements de grandes dimensions très performants. Dans le cadre de l’usinage mécanique, thyssenkrupp rothe erde® utilise, par exemple pour rectifier les centres CONTUMAT, une alimentation en lubrifiant de refroidissement à régulation électronique, qui compense les variations de température et assure des conditions d’usinage constantes. Un volume plus important d’huile en circulation avec une huile tempérée en appui assure en outre une élévation maîtrisée de la table.

Dr Ingénieur Mattias Töfke, chef de production série 2

« Le grand bénéfice est la programmation et la facilité d’utilisation. »

Les spécifications strictes du secteur de l’énergie éolienne

Ce n’est qu’avec cet effort que thyssenkrupp rothe erde® pourra répondre aux cahiers des charges de la clientèle exigeante, par exemple dans le secteur de l’énergie, qui correspondent à ceux de l’industrie aéronautique et aérospatiale. « Nous avons dû développer de nouveaux processus pour répondre à ces exigences au fil des ans », a déclaré M. Lange. « Nous avons surtout optimisé la trempe et la finition par rectification. » Avant que les roulements de grandes dimensions rothe erde® ne soient fabriqués en série, des prototypes sont fabriqués et doivent être testés sur des bancs d’essai à long terme. M. Töfke ajoute : « Les prototypes effectuent un test permanent pendant six mois, en simulant les cycles de charge typiques correspondant à une utilisation de plus de 25 ans. »

« Ces dernières années, un savoir-faire commun s’est développé, notamment dans le domaine de la finition par rectification, sur lequel nous comptons volontiers. »

En outre, les exigences augmentent constamment, car les roulements sont de plus en plus importants en raison des performances croissantes des éoliennes. Actuellement, le site de Lippstadt fabrique des roulements pour des parcs offshore d’éoliennes d’une puissance de 8 à 11 MW chacun, mais le secteur prévoit déjà des installations d’une puissance de 15 MW. L’augmentation constante de la puissance a également un impact sur les diamètres des roulements : c’est pourquoi thyssenkrupp rothe erde® a investi dans un nouveau Dörries CONTUMAT VC 6000/500, qui permet de traiter jusqu’à 100 t de charge pour des composants d’un diamètre maximal de six mètres et d’une hauteur d’un mètre.

En raison de ces bonnes expériences, thyssenkrupp rothe erde® a commandé un autre Dörries CONTUMAT, qui à l’avenir donnera la touche finale aux roulements de grandes dimensions rothe erde® à Lippstadt.

 Deux moteurs puissants à refroidissement à eau de 89 kW déplacent la table tournante à un couple de 461 900 Nm et à une vitesse de rotation de 75 tr/min. Dans ce nouveau Dörries CONTUMAT, le sixième, un grand roulement rothe erde®, garantit également un fonctionnement régulier, même sur des composants extrêmement lourds. Les mouvements de tournage, de perçage et de fraisage sont effectués via le charriot droit. Pour le ponçage, une broche de 60 kW est utilisée dans le chariot gauche, qui fonctionne dans une plage de vitesse de rotation de 1 500 à 3 500 tr/min. Les performances pures pour le finissage des roulements rothe erde® peuvent, selon les responsables de la production, théoriquement être rendues par d’autres machines en matière de rigidité et de précision. Mais c’est la finition qui est synonyme de qualité ultérieure d’un roulement. Ici, Starrag tire son épingle du jeu puisque le constructeur fournit non seulement le matériel, mais aussi le logiciel. On parle des cycles de meulage développés en collaboration avec Starrag et optimisés en permanence au cours des décennies. Mais comment Starrag, avec sa promesse « Engineering precisely what you value », répond-elle aux souhaits de son client de longue date thyssenkrupp rothe erde® en matière de finition ? « Le grand bénéfice est la programmation et la facilité d’utilisation », déclare le chef de production. « Ces dernières années, un savoir-faire commun s’est développé, notamment dans le domaine de la finition par rectification, sur lequel nous comptons volontiers. » En raison de ces bonnes expériences, thyssenkrupp rothe erde® a commandé un autre Dörries CONTUMAT, qui à l’avenir donnera la touche finale aux roulements de grandes dimensions rothe erde® à Lippstadt.