Économies d’espace axial. La qualité la plus immédiatement perceptible des ressorts ondulés est la quantité d’espace axial qu’ils peuvent économiser. Dans les applications statiques, un ressort ondulé n’aura généralement besoin que de 50% de la hauteur de travail du ressort hélicoïdal pour fournir une force équivalente. Dans les applications dynamiques, l’avantage de la hauteur de travail est généralement d’environ 30%, moins que les applications statiques mais toujours substantiel. La raison de la différence réside dans les principes fondamentaux de la conception des ressorts ondulés à tours multiples. Pour minimiser les contraintes de flexion dans les applications dynamiques, le ressort ondulé nécessitera généralement plus de tours que dans une application statique. Et plus de virages se traduisent par une hauteur de travail supplémentaire.

Force de ressort constante. Les éléments de ressort présentent généralement des comportements de force linéaires et non linéaires, en fonction de leur déflexion. Ce comportement linéaire peut être représenté graphiquement sur la courbe charge-déformation du ressort. En général, la région linéaire la plus large et la plus plate de la courbe, plus il est facile de répondre aux exigences de force de ressort spécifiques. Les ressorts ondulés ont un net avantage dans ce département. Ils ont généralement une force linéaire comprise entre 30 et 70% de flèches. Les ressorts hélicoïdaux et à disque ont des régions de force linéaire beaucoup plus étroites (voir la figure 1). Des forces de ressort prévisibles peuvent être un grand avantage dans de nombreuses applications. Les joints mécaniques, par exemple, utilisent avec succès des ressorts ondulés pour précharger les surfaces d’étanchéité. Le fait d’avoir une force de ressort prévisible permet au concepteur de joints de trouver un équilibre entre une usure excessive due à une précharge trop élevée et des fuites à une précharge trop faible.

Améliorations des tolérances dimensionnelles. Un avantage secondaire des forces prévisibles d’un ressort ondulé implique des tolérances dimensionnelles pour les cavités et les arbres qui maintiennent les éléments de ressort. Ces tolérances sont souvent dictées par la nécessité de s’adapter aux exigences de hauteur force-travail du ressort. En spécifiant des ressorts ondulés dont la force est relativement constante sur une plage de déflexions, il est souvent possible de desserrer les tolérances dimensionnelles sur les cavités et les arbres de ressort. Cette capacité représente un facteur de coût majeur, mais souvent négligé, en faveur des sources ondulées.

Pas de charges de torsion. Chaque fois que vous comprenez un ressort hélicoïdal à sa hauteur de travail, les charges ne sont pas seulement dans l’axe de compression mais également en torsion. Ces charges de torsion peuvent entraîner la rotation du composant préchargé en cours d’utilisation, ce qui peut entraîner une usure excessive. Les charges de torsion peuvent également diminuer la charge de travail du ressort. De nombreuses applications, y compris les joints, peuvent souffrir de ce problème d’usure en rotation. Les ressorts ondulés n’ont pas ce problème. Leurs formes d’ondes ne peuvent se comprimer que axialement, dans certains cas en modifiant légèrement leur diamètre.

Augmentation des déplacements. Par rapport à un ressort à disque traditionnel, les ressorts ondulés à tours multiples offrent beaucoup plus de débattement. Un seul ressort ondulé multi-tours peut facilement remplacer les assemblages en utilisant plusieurs ressorts à disque pour réaliser la course nécessaire. La plupart des applications nécessitent des distances de déplacement relativement courtes, généralement inférieures à 1 mm. Mais pour vous donner une idée de ce qui est possible, nous avons conçu des ressorts ondulés multi-tours offrant jusqu’à 50 mm de débattement. Le remplacement d’un ensemble de ressorts à disques empilés par un seul ressort ondulé peut entraîner des avantages à la fois en termes de coût et de qualité. Non seulement le ressort unique coûtera moins cher à installer que les ressorts à disques empilés, mais il réduit également le risque que le mauvais nombre de ressorts à disques en fasse un assemblage fini.

Composez la rigidité requise. La rigidité du ressort ondulé est déterminée par l’épaisseur et le type de matériau du ressort ainsi que par le nombre de vagues par tour de ressort. Vous pouvez facilement régler la rigidité requise en optimisant le nombre de vagues par tour à l’aide de formules de conception bien connues (voir l’encadré). L’augmentation du nombre d’ondes par tour a une influence sur la hauteur libre et le diamètre comprimé du ressort ondulé. Plus de tours augmente également l’hystérésis puisque chaque vague est associée à une certaine friction. Tous ces effets sont facilement compensés. Vous pouvez tenir compte des effets de hauteur libre et de diamètre lors de la conception. Et l’hystérésis peut être éliminée en présentant le ressort ondulé, c’est-à-dire en le comprimant à sa hauteur de travail sur plusieurs cycles.

Personnalisation rapide. Contrairement aux produits estampés, qui nécessitent un outillage, les ressorts ondulés peuvent être personnalisés à la volée – en modifiant les paramètres de l’équipement d’enroulement. Cette capacité vous permet de spécifier des ressorts ondulés personnalisés sans vous soucier du coût ou des délais associés à l’outillage personnalisé. Cette capacité est encore un autre facteur de coût qui pèse en faveur des ressorts ondulés.

Tous les avantages que nous avons présentés pour les ressorts ondulés supposent que les ressorts sont fabriqués à partir de matériaux de haute qualité, fabriqués dans un environnement contrôlé et correctement conçus pour l’application en question. Nos ressorts ondulés sont produits dans un environnement de fabrication verticalement intégré, dans lequel nous roulons notre propre fil plat et le formons dans nos propres machines. L’intégration verticale permet de s’adapter aux variations de lots à lots de nos matières premières, qui incluent une variété d’aciers et d’autres alliages. Cela nous permet également de garder un contrôle statistique strict sur tous les processus de laminage et de bobinage.

En ce qui concerne les ressorts ondulés, l’importance de cette expertise de fabrication ne peut être sous-estimée. Même de petites variations dans l’épaisseur du fil, la géométrie des vagues ou la métallurgie peuvent toutes avoir des effets drastiques sur les performances d’un ressort ondulé sur le terrain. Les caractéristiques de force en particulier peuvent souffrir si le ressort n’a pas été fabriqué correctement. Il est donc avantageux de spécifier des ressorts de haute qualité. Si vous le faites, vous pourrez profiter de tous les avantages de conception que les ressorts à vagues peuvent offrir.

Consultez les formules pour les ressorts ondulés en spirale ici.

Pour en savoir plus sur la sélection des produits adaptés à votre environnement d’exploitation, veuillez contacter votre représentant commercial Daemar local.