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Robert Bosch
Betere ruitenwissers door geavanceerd productieproces
Hubert Lahaut, Control & Automation Magazine
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De meeste ruitenwisserontwikkelingen gaan over het verbeteren van de
bestaande ontwerpen. De globale vorm van de ruitenwisser is dan ook al
jaren hetzelfde. Robert Bosch keerde het denkproces om en bekeek welke
ontwerpmogelijkheden een veel geavanceerder productieproces kon hebben.
Het resultaat: de Aerotwin-ruitenwisser.
Ruitenwissers zijn slechts een klein onderdeel van een wagen, maar hun
belang voor de verkeersveiligheid kan onmogelijk worden overschat. Het is
immers de ruitenwisser die het mogelijk maakt om bij slechte
weersomstandigheden toch veilig te kunnen rijden. Om die veiligheid te
garanderen werkt de hedendaagse ruitenwisserindustrie continu aan het
optimaliseren van de bestaande ontwerpen.
Helaas blijkt dat niet zo eenvoudig. Het product ‘ruitenwisser’ is immers
al zo volwassen dat verbeteringen aan de bestaande ontwerpen relatief
weinig winst opleveren. De Robert Bosch-ontwerpers oordeelden het daarom
verstandig eens in een andere richting te kijken. Niet vertrekken vanuit
het onwerp dus, en een productieproces opzetten om dit te realiseren, maar
eerst het productieproces bestuderen en nadien kijken wat dit aan
mogelijkheden op ontwerpvlak bood. Het bleek al snel dat er in het
verleden weinig aandacht was besteed aan twee kritieke punten: de hoge
arbeidsintensiviteit en de relatief lange assemblagetijden.
Expansiesteun
De huidige Aerotwin-wissers zijn het resultaat van deze omgekeerde
benadering. Het valt op dat er in de wisser veel meer geavanceerde
technieken zijn toegepast dan bij de klassieke productie het geval is.
Precies deze moderne productietechnieken hebben er ook voor gezorgd dat de
assemblagetijd van de ruitenwisser drastisch verkort is.Bosch Tienen deed
voor de optimalisatie van de wisarmmontage-automaten beroep op
zusterbedrijf Bosch Rexroth. Om het project verder te optimaliseren,
klopte het bedrijf ook aan bij de Vlaamse Regering. Die kwam over de brug
met zowat 1,9 miljoen euro expansiesteun. Het ingediende
investeringsproject omvat diverse luiken: ecologische investeringen
waaronder de installatie van het nieuwe productieprocédé ‘Aerotwin’, dat
een ruitenwisser oplevert die honderd procent recycleerbaar is, het
chroomvrij maken van de onderdelen, de verlaging van de solventemissies
van de lakstraten, het afvalvrij extruderen van rubber en de
geluidsreductie in de stanzerij. Deze investeringen worden ook geacht bij
te dragen tot een grondstofbesparing. Het gaat om projecten ter waarde van
zowat 24,7 miljoen euro.
Geavanceerde technieken
Bij de vervaardiging wordt gebruik gemaakt van een aantal geavanceerde
technieken, want de krachten die op een ruitenwisser werken en de gewenste
afmetingen zijn van dien aard dat er hoge eisen worden gesteld aan het
dragende materiaal. Daarnaast worden ook hoge duurzaamheidseisen gesteld.
Daarom ook dat de Bosch ruitenwissers slechts na uitvoerige tests en
kwaliteitscontroles op de markt komen. In de productieafdeling in Tienen
worden ook tijdens de productie regelmatige kwaliteitscontroles
uitgevoerd. Alle Bosch ruitenwissers worden in het laboratorium gedurende
750.000 wiscycli op een natte en droge ruit getest. Verder zijn er
regelmatige, chemische analyses van het wisrubber en tests op het
vastvriezen en bij temperatuurschommelingen tussen – 30°C en + 80°C.
Windtunneltests van de spoilers zorgen ervoor dat de wissers bij alle
windomstandigheden en ook bij hoge snelheden netjes op de plaats blijven.
Ook geluidsniveau en vormvastheid worden constant onderzocht.
Innovatief concept
Het meest vernieuwende kenmerk van de Aerotwin-wissers zelf is dat de
beugelconstructie van de traditionele wissers vervangen is door twee
doorlopende bladveerstrippen die zich perfect aan de kromming van de
wagenruit aanpassen. Dat zorgt voor een veel gelijkmatigere verdeling van
de druk op het gummi, wat leidt tot een beter reinigingsresultaat en een
langere levensduur. In plaats van de gebruikelijke scharnieren en beugels
drukt een evodium bladveer het wisblad tegen de voorruit. De bladveer is
precies aangepast aan de kromming van de voorruit van iedere wagen. Bij
Aerotwin wissers vervangt deze elastische stang van speciaal staal de
metalen kaders en gewrichten van traditionele wissers. Dankzij deze
soepele en op maat gemaakte bladveer wordt de ruitenwisser op elk punt van
de ruit gedrukt en de aandrukkracht gelijkmatig verdeeld. De bladveer is
zo ontworpen dat zij precies de curve van de voorruit van elk type wagen
volgt.
In de Aerotwin is de drukverdeler en het wisblad geïntegreerd tot één
onderdeel. Dit onderdeel wordt op geavanceerde wijze in één keer
gecoëxtrudeerd. Eenvoudig gezegd bestaat het profiel uit twee componenten:
een harde, stijve thermoplast en een zachte, flexibele elastomeer. Door de
twee componenten op dergelijke wijze te combineren, ontstaat een geheel
wat in de ene richting stijf is en in de andere zodanig flexibel dat het
de vorm van een autoruit kan volgen. De wislip garandeert een strepenvrije
wiskwaliteit, terwijl de zachtere rug een optimale wisbeweging zonder
gestuiter of gepiep biedt. De gepatenteerde deklaag zorgt voor een nog
betere wiskwaliteit: uiterst fijne grafietdeeltjes worden in de deklaag
opgenomen en garanderen een perfect glijvermogen en perfect gewist beeld.
Dit systeem maakt het noodzakelijk dat het wisblad (het rubberen gedeelte)
heel precies wordt afgesneden om de perfecte aansluiting te kunnen
garanderen.
Het harde leven van een wisser
Ruitenwissers gebruiken we liefst zo weinig mogelijk. Maar wanneer een
hevige stortbui de voorruit geselt en schurende ruitenwissers het zicht
niet meteen verbeteren, voelen we ons onveilig. We staan er niet meteen
bij stil dat dit kleine auto-onderdeel een zo belangrijk
veiligheidsonderdeel is. Versleten ruitenwissers verminderen het zicht tot
dertig procent. Regelmatig (minstens één keer per jaar) de wissers
vervangen is daarom de boodschap. Immers, wissers krijgen heel wat te
verduren. Na amper zes maanden hebben ze er gemiddeld 125.000
wisbewegingen opzitten. Dat komt overeen met de oppervlakte van ongeveer
dertien voetbalvelden. Stof, insecten, bladeren en kleine beschadigingen
in de voorruit veroorzaken scheurtjes in het wisrubber. Bovendien
versnellen ook zeepresten, luchtvervuiling, UV-stralen en de chemicaliën
van de sproeivloeistof de slijtage. Deze zware werkomstandigheden zorgen
ervoor dat een ruitenwisser maximaal zes maanden lang optimale
wisprestaties levert. Daarom ook dat de kwaliteit van het gebruikte rubber
heel belangrijk is. Rubber is immers van in het begin de basisgrondstof
geweest. Het is immers de rubberen wislip die het water en ander vuil
wegveegt. Bij Bosch in Tienen ontwikkelt men zijn eigen rubber: van het
mengen over extruderen en spuitgieten tot snijden. Het bedrijf gebruikt
zowel voorgevulkaniseerde natuurrubber als synthetische rubber. <<
Kader:
80 jaar expertise
In september 2006, precies 80 jaar geleden, introduceerde Bosch de eerste
elektrische ruitenwisser met gelijkmatige snelheid. Tot dan werd de
voorruit eerder amateuristisch schoongemaakt: eerst met een handmatig te
bedienen “wisstaaf” en later met een pneumatisch aangedreven wisser, die
het nadeel had dat hij trager wiste als de wagen sneller reed. Vandaag is
de wisser een hoogtechnologisch auto-onderdeel dat de bestuurder een
optimale zichtbaarheid biedt. De nieuwste wissystemen zijn tegenwoordig
ook uitgerust met regensensoren die de wissers bij regen automatisch en
aan de juiste snelheid activeren. De meest recente ruitenwissermotoren
laten een verandering van de rotatierichting en een constante aanpassing
van de wissnelheid toe. Bovendien wordt de wisoppervlakte groter. Dankzij
de compacte motoren hinderen de wissers bij niet-gebruik nog nauwelijks
het zicht.
Bosch is een van de grootste producenten van ruitenwissers en wisarmen op
wereldniveau. De producten worden geleverd aan de voornaamste
autoproducenten in Europa, de VS en Azië. De Bosch ruitenwisserfabriek in
Tienen – de grootste ter wereld – produceert 78 miljoen ruitenwissers per
jaar en stelt 1,506 medewerkers te werk. <<
Robert Bosch
Meilleurs essuie-glaces grâce à un processus de production avancé
Hubert Lahaut, Control & Automation Magazine
La majorité des développements relatifs aux essuie-glaces portent sur
l’amélioration de concepts existants. La forme globale de l’essuie -glace
est, depuis des années, identique. Robert Bosch a renversé le processus de
réflexion et vérifié les possibilités de conception d’un processus de
production nettement plus avancé. Résultat : l’essuie-glace Aerotwin.
Les essuie-glaces ne constituent qu’une petite pièce d’une voiture mais
leur importance en termes de sécurité est indéniable. Ce sont les
essuie-glaces qui permettent de rouler en toute sécurité par mauvais
temps. Pour garantir cette sécurité, l’industrie actuelle des
essuie-glaces se penche continuellement sur l’optimisation des concepts
existants. Malheureusement, cela ne s’avère pas aussi simple. Le produit
‘essuie-glace’ est déjà tellement mûr que les améliorations apportées aux
concepts existants ne génèrent que peu de profit. Les concepteurs de
Robert Bosch estimaient dès lors qu’il serait peut-être opportun de
regarder dans une autre direction. En d’autres termes, ne pas partir du
concept et mettre sur pied un processus de production permettant de le
réaliser mais étudier d’abord le processus de production et vérifier
ensuite les possibilités offertes sur le plan conceptuel. Il s’avéra
rapidement que par le passé, deux point critiques avaient été négligés :
l’importance de la main-d’œuvre et les temps d’assemblage assez longs.
Soutien à l’expansion
Les essuie-glaces Aerotwin sont le résultat de cette approche inversée. La
mise en œuvre d’un plus grand nombre de techniques avancées par rapport à
la production classique se note immédiatement. Ce sont précisément ces
techniques de production modernes qui ont radicalement raccourci le temps
d’assemblage de l’essuie-glace. Bosch Tienen a fait appel à sa
société-sœur Bosch Rexroth pour l’optimisation des automates de montage
des balais. Afin d’optimiser davantage encore le projet, la société a
également sollicité l’aide du Gouvernement flamand qui lui a offert près
de 1,9 million d’euros comme soutien à l’expansion. Le projet
d’investissement introduit comprend trois volets: des investissements
écologiques parmi lesquels l’installation du nouveau procédé de production
‘Aerotwin’, qui fournit un essuie-glace entièrement recyclable, la
réalisation sans chrome des composants, la réduction des émissions de
solvants dans les lignes de peinture, l’extrusion sans déchets du
caoutchouc et la réduction sonore dans l’atelier de découpe. Ces
investissements sont supposés contribuer à une économie des matières
premières. Les projets portent sur quelque 24,7 millions d’euros.
Techniques avancées
Bosch utilise plusieurs techniques de fabrication avancées car les forces
appliquées sur un essuie-glace et les dimensions souhaitées sont de telle
nature que le matériau de support doit répondre à de grandes exigences. Il
doit également garantir une grande durabilité. Voilà pourquoi les
essuie-glaces de Bosch ne sont mis sur le marché qu’après de longs tests
et contrôles de qualité. Le département de production de Tienen effectue
aussi des contrôles de qualité réguliers durant la production. Tous les
essuie-glaces de Bosch sont testés en laboratoire durant 750.000 cycles de
balayage sur une vitre mouillée et sur une vitre sèche. Le caoutchouc du
balai est régulièrement soumis à des analyses chimiques. Des tests au gel
et à des variations de température entre -30°C et + 80°C sont également
effectués. Les tests des spoilers en soufflerie aérodynamique veillent à
l’efficacité des essuie-glaces par tous temps et à grandes vitesses. Le
niveau sonore et l’indéformabilité sont, eux aussi, continuellement
analysés.
Le concept innovant
La caractéristique la plus innovante des essuie-glaces Aerotwin est le
remplacement de la construction traditionnelle de l’étrier par deux lames
flexibles et continues qui s’adaptent parfaitement à la courbure du
pare-brise. Cela assure une répartition nettement plus uniforme de la
pression sur les caoutchoucs, ce qui induit un meilleur résultat de
nettoyage et une plus grande longévité. Au lieu des habituels
articulations et étriers, une lame flexible en Evodium presse le balai
contre le pare-brise. La lame flexible est adaptée exactement à la
courbure du pare-brise de chaque voiture. Dans les essuie-glaces Aerotwin,
cette lame élastique en acier spécial remplace les cadres et articulations
en métal des essuie-glaces traditionnels. Grâce à cette lame flexible,
souple et fabriquée sur mesure, l’essuie-glace est pressé en chaque point
de la vitre et la pression de contact est répartie de manière uniforme. La
lame flexible est conçue de manière à épouser parfaitement la courbure du
pare-brise de chaque voiture. Dans l’Aerotwin, le répartiteur de pression
et le balai sont intégrés en un seul composant. Ce composant est extrudé
en une seule fois de manière sophistiquée. En d’autres termes, le profilé
comprend deux composants: un thermoplastique dur et rigide et un
élastomère doux et souple. En combinant de la sorte les deux composants,
on obtient un ensemble rigide d’un côté et flexible de l’autre, afin
d’épouser la forme du pare-brise. La bande de balayage garantit une
qualité d’essuyage sans lignes tandis que le dos plus doux offre un
mouvement de balayage optimal sans grincements. La couche de recouvrement
brevetée assure une qualité de balayage encore meilleure: des particules
de graphite excessivement fines sont noyées dans la couche de recouvrement
et garantissent un pouvoir de glisse irréprochable et une vue parfaitement
essuyée. Ce système requiert la découpe très précise du balai (la partie
en caoutchouc) afin de pouvoir garantir un raccord parfait.
La dure vie d’un essuie-glace
Nous préférons utiliser nos essuie-glaces le moins possibles. Cependant,
lorsqu’une violente averse s’abat sur la vitre avant et que le balayage
des essuie-glaces n’améliore pas d’emblée la vue, nous nous sentons en
insécurité. Nous ne pensons pas toujours à l’importance que peut avoir une
si petite pièce en termes de sécurité. Les essuie-glaces usés n’améliorent
la vue que de trente pour-cent. Les balais doivent donc être remplacés
régulièrement (au moins une fois par an). De fait, les balais sont soumis
à rude épreuve. Après à peine six mois, ils ont déjà effectué en moyenne
125.000 mouvements de balayage. Cela correspond environ à la surface de
treize terrains de foot. La poussière, les insectes, les feuilles et les
petites impuretés du pare-brise fissurent le caoutchouc du balai. En
outre, les résidus de savon, la pollution de l’air, les rayons UV et les
produits chimiques du détergent de lavage des vitres accélèrent l’usure.
En raison de ces lourdes conditions de travail, les essuie-glaces ne
peuvent garantir des performances maximales que durant six mois au plus.
Voilà aussi pourquoi la qualité du caoutchouc utilisé est très importante.
Le caoutchouc a d’emblée été la matière première de base. C’est le balai
en caoutchouc qui balaie l’eau et la saleté. Bosch Tienen produit son
propre caoutchouc (mélange, extrusion, moulage par injection et découpe).
La société utilise tant du caoutchouc naturel prévulcanisé que du
caoutchouc synthétique. <<
Cadre:
80 ans d’expertise
Septembre 2006 marquait l’anniversaire des 80 ans du lancement par Bosch
du premier essuie-glace électrique à vitesse constante. Jusqu’alors, le
pare-brise était nettoyé avec amateurisme: d’abord avec une ‘tige de
balayage’ actionnée manuellement et ensuite avec un essuie-glace à
entraînement pneumatique qui présentait l’inconvénient de balayer plus
lentement lorsque la vitesse de la voiture augmentait. Aujourd’hui,
l’essuie-glace est un composant de voiture de haute technicité qui offre
au conducteur une visibilité optimale. Aujourd’hui, les derniers systèmes
de balayage sont équipés de capteurs de pluie qui actionnent
automatiquement les balais à la bonne vitesse en cas de pluie. Les moteurs
d’essuie-glace les plus récents permettent un changement du sens de
rotation et une adaptation constante de la vitesse de balayage. En outre,
la surface de balayage devient plus grande. Grâce à la compacité des
moteurs, les balais entravent à peine la vue par temps sec. Bosch est un
des plus grands fabricants d’essuie-glaces et de balais au monde. Elle
fournit ses produits aux principaux constructeurs automobiles en Europe,
aux Etats-Unis et en Asie. L’usine d’essuie-glaces de Bosch à Tienen – la
plus grande au monde – fabrique 78 millions d’essuie-glaces par an et
occupe 1506 personnes. <<
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