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Guide des ressorts ondulés : un bref aperçu
Dans la recherche de la meilleure solution de conception possible, même si parfois cela peut paraître difficile, connaître les options disponibles peut faciliter votre recherche.
Une solution proposée par Smalley est le ressort ondulé.
Le ressort ondulé, qui est un ressort de compression, offre une solution pour réduire l’encombrement tout en offrant un meilleur fonctionnement et ajustement ainsi qu’un rendu visuel esthétique.
Alors, qu’est-ce qu’un ressort ondulé ?
Commençons par définir ce qu'est un ressort. La plupart des gens ont utilisé des ressorts ou du moins en ont entendu parler. Ils sont pratiquement partout, du lit sur lequel vous vous reposez, à la pompe à essence que vous utilisez pour alimenter votre voiture, jusqu'aux robots d’exploration sur Mars.
Si vous dévissez votre stylo, vous y trouverez un ressort qui, lorsque vous cliquez sur le bouton poussoir, va actionner la mine.
Il existe trois principaux types de ressorts : de compression, de traction et de torsion. Le type sur lequel nous allons nous concentrer aujourd'hui est un ressort de compression. Un ressort ondulé est un ressort de compression fabriqué en fil plat et a plusieurs ondulations par tour, contrairement à un ressort hélicoïdal traditionnel fabriqué en fil rond enroulé.
Comment fonctionne un ressort ondulé ?
Comme un ressort hélicoïdal traditionnel, un ressort ondulé est caractérisé par sa hauteur libre. La hauteur libre est la hauteur du ressort sans charge appliquée, désigné par H dans l'image ci-dessous. La hauteur de travail, notée WH, est une hauteur à laquelle le ressort est comprimé à une charge spécifiée. Lorsque le ressort ondulé est comprimé, une charge est développée jusqu'à ce que la hauteur de travail souhaitée soit atteinte. A cette hauteur le ressort fonctionne à la charge spécifiée.
Ce concept est affiché par la courbe de déformation de force ci-dessous. Supposons que vous ayez deux exigences de charge pour votre application, 88 et 118 N. La première charge est produite à une hauteur de travail de 2 mm comme indiqué par le « x » bleu le plus à gauche sur la courbe. Pour la deuxième exigence de charge de 118 N il y a une hauteur de travail de 1,5 mm. Prenons maintenant une pièce de notre catalogue, C100-M1. Il a une hauteur libre de 6,3 mm et une hauteur de travail de 2,2 mm. À cette hauteur de travail, le ressort ondulé Crête-à-crête produit une charge de 78 N. A partir de cette hauteur de travail, la courbe de test n’est plus linéaire, et bien que le ressort puisse opérer au-delà de cette limite, les charges mesurées seront beaucoup plus élevées que celle résultant des calculs.
Comment est fabriqué un ressort ondulé ?
Après cette présentation sur ce qu'est un ressort ondulé et de son mode de fonctionnement, nous allons passer en revue notre procédé de fabrication. Edgewinding, enroulement sur le bord, notre processus de fabrication sans frais d'outillage, No-Tooling-Cost, est le seul procédé auquel nous faisons confiance pour fournir des solutions précises mais flexibles qui répondent à vos besoins en ressorts ondulés.
Le process commence par le laminage à froid d’un fil rond. Le laminage à froid fait que les grains métalliques s’allongent et se « fixent » ensemble, améliorant la résistance et la stabilité du matériau. Après le laminage à froid, le fil plat est enroulé et ondulé sur le côté afin de créer le ressort ondulé, Crête-à-Crête. Puisque le grain suit la direction circulaire d’enroulement de la spire, il offre une meilleure propriété de ressort que la pièce estampée ou le grain est endommagé par la découpe appliquée verticalement.
La métallurgie à grains circulaires est formée pendant ce processus, ce qui donne à nos pièces des meilleures propriétés de ressort. Edgewinding, l’enroulement sur le bord, est un processus flexible et économique, nous permettant de personnaliser les conceptions sans outillage et sans perte de matériau. Cela signifie pour vous que nous pouvons facilement intégrer des modifications de conception lors de toute étape du processus. C'est à la fois rapide et économique pour vous, qu'il s'agisse d'un prototype ou d'une fabrication de série.
Existe-t-il différents types de ressorts ondulés ?
Il existe chez Smalley 5 principaux types de ressorts ondulés – Crest-to-Crest (Crête-à-crête), Overlap- & Gap Single-Turn (à extrémités ouvertes ou superposées, mono-tour),
Nested Spirawave® (Imbriqué), Wavo® (ondulé à fil rond) et Linéaire (à lame ondulée).
Bien que tous les ressorts ondulés soient basés sur une conception de type « ondulé », ils ont tous des caractéristiques distinctes qui déterminent leurs performances de ressort sous charge.
Le cas d'utilisation est décrit dans le tableau ci-dessous.
Quels matériaux pouvez-vous utiliser pour un ressort ondulé ?
Les ressorts ondulés peuvent être fabriqués à partir d'une variété de matériaux, mais les ressorts ondulés standard en stock sont en acier au carbone et acier inoxydable 17-7. Le choix du matériau dépend fortement du type d'environnement dans lequel le ressort ondulé va fonctionner. Des alliages exotiques tels que l'Inconel X-750, A286 et Elgiloy sont disponibles pour les ressorts fonctionnant dans des environnements sévères.
Quelles sont les utilisations des ressorts ondulés ?
Nous avons des solutions pour chaque industrie, du petit au grand diamètre, des pièces pour utilisation légère aux pièces à usage intensif et des matériaux exotiques pour toutes vos applications uniques. Des produits de consommation, comme la montre poignet intelligente ou la cafetière dans votre cuisine à un puits d’exploration pétrolière qui descend en profondeur, ou très haut comme un robot sur la planète Mars, nous avons conçu des milliers de ressorts ondulés fiables pour des milliers d’applications. Vous souhaitez en savoir plus sur les ressorts ondulés ?.
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