Les ressorts de forme, les ressorts plats et les ressorts à lames comptent parmi les plus anciens types de ressorts métalliques et se sont imposés comme des éléments de construction indispensables dans de nombreux secteurs industriels. Ils font aujourd’hui partie intégrante des applications les plus diverses, en particulier dans la construction mécanique et automobile, ainsi que dans l’ingénierie de précision et l « électrotechnique. Leur propriété centrale – absorber l » énergie mécanique par déformation, la stocker et la restituer de manière ciblée en cas de besoin – est utilisée de manière très variée (est unique). Cette capacité à stocker et à transformer l « énergie mécanique en fait un élément de construction idéal pour l » équilibrage des forces et des déplacements.
Conditions pertinentes pour le développement et la fabrication de ressorts plats, de ressorts de forme et de ressorts à lames :
- Matériaux appropriés qui, en plus d’une résistance et d’une malléabilité élevées, présentent, selon l’application, des propriétés techniques supplémentaires, telles que la résistance à la chaleur, la conductivité électrique, l’antimagnétisme, etc.
- Bases pour le calcul des ressorts plats, de forme et à lames qui répondent aux exigences techniques
- Procédés de fabrication avancés pour une production précise et économique.
- Des méthodes de mesure et des équipements d’essai fiables pour déterminer les caractéristiques des ressorts afin de vérifier leur fonctionnement pendant et après la fabrication, ainsi que lors des essais expérimentaux dans l’application.
Souvent, le développement d’assemblages utilisant des ressorts de forme, des ressorts plats et des ressorts à lames est lié à des efforts expérimentaux. Les raisons en sont multiples : d’une part, les ressorts ne sont souvent intégrés que tardivement dans le processus de conception et, d’autre part, les méthodes de calcul existantes ne tiennent pas toujours suffisamment compte des conditions d’utilisation réelles. En plus d’une grande expérience dans la conception classique de ressorts plats, de ressorts de forme et de ressorts à lames, la méthode des éléments finis (FEM) est désormais de plus en plus utilisée comme outil de calcul.
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Cas d’application pour les ressorts de forme, les ressorts plats et les ressorts à lames
Les cas d’utilisation des ressorts plats sont innombrables et incalculables. Ils vont des simples ressorts à lames aux ressorts plats et aux ressorts de forme complexes, adaptés avec précision à la géométrie des composants qui les entourent. Malgré cette diversité, il est possible d’établir une classification en fonction de la fonction, de l’utilisation et de la forme du ressort.
Classification des ressorts métalliques selon leur utilisation :
- Éléments de stockage > stockage d « énergie mécanique (stockage d » énergie) par transformation (ressorts d’entraînement et mécanismes d’enroulement)
- Éléments de mesure > utilisation de la relation linéaire entre la force et la distance (balance à ressort, capteurs de force et de moment)
- Éléments antivibratoires et amortisseurs > amortissement des chocs et des vibrations (ressorts de compensation, ressorts de suspension)
- Éléments de repos > fournir des forces de précontrainte et des mouvements de rappel (éléments de sécurité et ponts de contact)
- Éléments de support > fonctions de répartition des forces pour les mouvements dans une zone limitée (compensation des vibrations)
Subdivision en ressorts droits, courbes, torsadés et en forme de disque :
Droits Ressorts plats sont souvent utilisés pour les systèmes de contact des dispositifs de commutation électrique, par exemple dans les relais. Les ressorts de contact en matériau plat peuvent être montés de cette manière en étant précontraints. Les forces de ressort existantes permettent de fermer les voies de commutation de manière fiable.
Ressorts plats courbés on se différencie en ressorts à lames courbes et ressorts façonnés . Dans le cas du ressort à lame courbe, le ressort est composé d’arcs rectilignes et circulaires. Toute forme de ressort adaptée à la tâche à accomplir est possible pour les ressorts profilés. Le calcul est complexe. Il n’existe pas de modèles de calcul universels. La longue expérience du technicien est requise, qui détermine souvent les dimensions par des approximations connues et par l’expérience. Les directives de conception doivent notamment respecter les rayons de courbure minimaux.
Sous ressorts à lames enroulés volonté Ressorts hélicoïdaux avec et sans espace entre les spires et les ressorts à spirale combinés. Ressorts plats en forme de disque , auquel le disque ressort et Rondelles à ressort peut être utilisé comme un seul ressort ou dans une combinaison de ressorts.
Conception et construction
Lors de la conception de ressorts de forme, de ressorts plats ou de ressorts à lames, de nombreuses décisions doivent être prises. Il s’agit notamment du choix du type de ressort, de la forme concrète du ressort, du choix du matériau, de la définition des dimensions ainsi que de la prise en compte de la situation de montage et des possibilités de fabrication et de contrôle. Les calculs du comportement en déformation des ressorts constituent l’outil le plus important pour prendre ces décisions. Comme il faut généralement déterminer plus de deux paramètres du ressort, la conception de base s’effectue dans le cadre d’un processus itératif. Chaque ressort conçu doit également faire l’objet d’une vérification fonctionnelle et de résistance. Il s’agit de vérifier que la raideur du ressort, les forces et les courses requises sont respectées dans les tolérances définies.
Lors de la définition de la géométrie des ressorts, il faut non seulement tenir compte des exigences fonctionnelles, mais aussi des aspects techniques de fabrication et de matériaux, afin de rendre la production aussi efficace et rentable que possible. La conception de ressorts métalliques requiert donc des connaissances et une expérience spécifiques dans les domaines du formage à froid et du traitement thermique. Après tout, de la géométrie du ressort dépend non seulement sa fiabilité, mais souvent aussi la fonctionnalité de l’ensemble du produit dans lequel il est utilisé.
Fabrication
Les ressorts plats, les ressorts de forme et les ressorts à lames sont fabriqués, en fonction des exigences, de la forme et du nombre de pièces, par simple pliage/emboutissage ou par découpe laser suivie d’une mise en forme par pliage, estampage et pliage. Il n’y a pas de limite à la forme des ressorts plats ou de forme. Les traitements de surface finaux tels que la tribofinition, la trowalisation, la phosphatation, le brunissage, la galvanisation, la peinture, etc. complètent le processus de fabrication. De plus, les ressorts peuvent être installés directement dans les ensembles fournis. Le choix de matériaux pour les ressorts est vaste. Outre les aciers pour ressorts normaux, des aciers inoxydables, des métaux non ferreux et des métaux à collerette sous forme de bandes ou de plaques sont proposés au choix.
Épaisseur du matériau : 0,1 à 3,0 mm
Largeurs de bande : 1,0 mm – 150 mm
Dimensions des panneaux : 1500 x 2500 mm
Technologie de production : lasers, gaufrage, poinçonnage, pliage, meulage, assemblage
Technologie de surface : tonnelage, phosphatation, brunissage, galvanisation et peinture… autres surfaces sur demande
Une longue et solide expérience est nécessaire pour la production optimale de ressorts de forme individuelle, à lames et plats. En raison de la complexité des formes individuelles, une conception et un calcul standardisés sont rarement possibles. C’est pourquoi Gutekunst Formfedern documente chaque fabrication en détail et utilise ces informations pour les conceptions ultérieures.
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