Ressorts de précision
Ressorts en général (enroulés)
Les ressorts sont des pièces normalisées. Ils sont enroulés ou fabriqués à froid ou à chaud à partir d’aciers à ressorts alliés ou non alliés de section ronde, carrée ou rectangulaire. Les ressorts enroulés sont normalement fabriqués en fil d’acier pour ressorts selon la norme EN 10270-1. Les ressorts de traction et de compression traditionnels ainsi que les ressorts à simple spirale usinés par enlèvement de copeaux sont constitués d’une spirale qui a un début et une fin.
Dans le cas d’un tel ressort (à simple spirale), l’action de la force ne s’exerce qu’en un seul point et provoque un moment de basculement – la distance entre l’axe longitudinal du ressort et la ligne médiane de la spirale agit alors comme un bras de levier. Cela signifie que les longs ressorts de compression hélicoïdaux peuvent se plier sous la charge. Ce phénomène, appelé buckling, est dangereux, car le ressort ne transmet plus sa force, mais tombe tout simplement en panne.
Afin d’éviter un tel mouvement latéral ou une telle courbure, les ressorts courants à un seul passage doivent, à partir d’une certaine longueur, être guidés sur un mandrin ou dans une douille, ce qui génère à nouveau un frottement indésirable et influence la durée de vie et la fonctionnalité. De plus, il faut lubrifier le ressort, ce qui n’est pas souhaitable selon l’utilisation.
Ressorts de précision u-Flex personnalisés
Il n’en va pas de même pour les ressorts de précision d’u-Flex – nous fabriquons des ressorts d’usinage d’une seule pièce. Comme les ressorts enroulés, ces ressorts peuvent être soumis à des forces de compression, de traction et de torsion ainsi qu’à des contraintes de flexion. Mais la grande différence avec les ressorts traditionnels est que ces ressorts permettent une combinaison optimale de différentes valeurs de ressort. Dans le cas des ressorts à plusieurs spires, la pression ou la traction est en outre répartie sur plusieurs points, ce qui permet d’obtenir une répartition uniforme et parallèle des forces par rapport à l’axe central. Ainsi, plus un ressort possède de spires, plus le parallélisme est précis lors de la compression ou de l’extension.
Un grand avantage de cette forme de ressort par rapport aux ressorts enroulés traditionnels : Il est possible d’obtenir des taux de ressort très précis et constants jusqu’à ± 0,1 % avec une répétabilité pouvant atteindre 1 %.
Production
La production de ressorts de précision s’effectue à partir d’un matériau plein, par exemple une barre ou un tube, dans lequel une rainure hélicoïdale est découpée. Contrairement au formage ou à l’enroulement, ce procédé de fabrication des ressorts de précision par enlèvement de copeaux ne génère pas de tension interne à surmonter pour transmettre la force, mais uniquement une tension naturelle du matériau. Pendant la charge, toutes les spires du ressort sont actives. Le ressort se déforme uniformément et reprend sa forme initiale lorsqu’il est déchargé. Cela donne au ressort une caractéristique de ressort linéaire avec une grande précision de répétition et une résistance à la fatigue.
Notre savoir-faire - vos avantages
Les ressorts de précision u-Flex pour l’usinage offrent une grande variété de possibilités de conception ainsi qu’une précision et une sécurité de fonctionnement maximales, car un seul composant est nécessaire pour la fonction principale, le ressort de compression. Cela permet de réduire les coûts d’approvisionnement et de stockage.
Fonctions intégrées - réduction des composants
Les clients qui font appel à nos connaissances et à notre expérience bénéficient de plusieurs avantages. Nous proposons de nombreuses possibilités de fixation et de raccordement à ressort ainsi que l’intégration de différentes fonctions. Cela augmente la durée de vie et la sécurité des composants. Parallèlement, il est possible d’optimiser les coûts globaux, qui résultent notamment des coûts unitaires et de l’approvisionnement.
Réduction des coûts totaux
Haute sécurité
Frais de stockage et d'administration réduits
Réduction de l'effort de développement
Matériau
Les ressorts traditionnels sont fabriqués à partir de fil d’acier à ressort allié ou non allié. Pour la fabrication des ressorts de précision u-Flex, nos clients disposent d’un très large choix de matériaux. L’élément décisif pour le choix du matériau du ressort est le module d’élasticité ou de glissement. Cette caractéristique du matériau décrit le rapport entre la tension et l’allongement et doit atteindre une valeur aussi élevée que possible. Selon l’utilisation prévue, les propriétés suivantes du matériau sont également déterminantes pour les ressorts :
- Faible relaxation – tensions admissibles élevées, même à des températures élevées, sans pertes de force importantes.
- Résistance élevée à la fatigue (structure à grains fins, exempte d’impuretés)
Surface la plus glissante possible, p. ex. par un revêtement de surface - Protection contre la corrosion
- Propriétés de conductivité électrique ou antimagnétiques élevées
Bases techniques
Comparaison entre un ressort standard et un ressort de précisionRessort standard
- Ne peut être enroulé que d'un seul côté
- Les fixations spécifiques au client ne sont possibles que de manière limitée et après le processus d'enroulement
- Les diamètres intérieurs ou extérieurs exacts nécessitent des processus de rectification supplémentaires
- Différents types de ressorts (compression, traction, torsion) ne peuvent pas être combinés
- Filament avec tension interne influençant la puissance
- Les taux de ressort varient dans une certaine mesure au sein d'un même lot de production
- Choix limité de matériaux
- Parallélisme et perpendicularité variables pendant la charge (flambage)
- Les fonctions intégrées ne sont réalisables que par le biais de différents composants
- le taux de ressort se situe dans la zone de tolérance de ± 10
Ressort de précision
- Grande diversité dans le choix des matériaux : Acier, aluminium, titane, plastique, etc., car le matériau ne doit pas avoir de capacité de déformation, mais seulement tolérer un usinage mécanique. Cela permet par exemple de fabriquer des ressorts légers en aluminium, des ressorts isolants électriques en plastique ou des ressorts en titane très résistants.
- Il est possible de fabriquer des hélices à gauche et à droite.
- Solution de retournement à plusieurs pas et / ou à contre-sens pour éviter le flambage ou la rotation des extrémités libres du ressort
- De nombreuses fixations sont possibles dans pratiquement n'importe quel modèle
- La fabrication mécanique d'une seule pièce garantit un respect précis des exigences des clients et la reproductibilité.
- Les caractéristiques de compression, de traction ou de torsion requises ainsi que toutes les valeurs de déplacement sont harmonisées entre elles - une combinaison de paramètres est possible
- Les taux de ressort dans le lot de production sont identiques, une précision de répétition de jusqu'à 1 % est réalisable
- Performance et fiabilité élevées grâce au parallélisme et à la perpendicularité parfaits du ressort
- Un seul fabricant pour la fonction complète ; ressort, pièces rapportées et fonctions intégrées
taux de ressort dans la plage de ± 5 % – taux spécifiques au client avec une tolérance de ± 1 % ou même jusqu’à ± 0,1 % possibles
Le bon choix de fixation
Ressorts en spirale enroulés de manière traditionnelle
Ces derniers sont généralement fixés à l’aide de fils métalliques, d’extrémités rectifiées, de pivots, d’anneaux ou de crochets fabriqués à partir de l’acier à ressort lui-même. Ce sont précisément ces petits rayons de courbure qui provoquent des contraintes excessives sur le matériau et qui sont souvent à l’origine de la défaillance (précoce) de la pièce.
En effet, ces points de fixation ne sont pas en mesure de transmettre aux éléments de construction adjacents les couples qui se produisent à l’intérieur du ressort sous l’effet de la compression, de la traction ou de la torsion, et ils fléchissent sous la charge.
- Information
La méthode des éléments finis (FEM) fournit des informations précises sur les déplacements et les
de torsion ainsi que sur la résistance et la durée de vie d’applications spécifiques.
applications lorsqu’on se trouve à la limite de la faisabilité physique.
Valeurs indicatives pour l'utilisation de ressorts de précision
Ressorts de compression et de traction
- Force de compression ou de traction de 2 à 4500 N
- Diamètre extérieur de 1.5 à 80 mm
- Longueurs de 6 à 500 mm
Ressorts de torsion
- Couple de torsion de 5 à 225 Nm
- angle de torsion de 1 à 360
Diamètre extérieur de 1.5 à 80 mm - Longueurs de 6 à 500 mm
Ressorts fabriqués par enlèvement de copeaux
Ceux-ci ont des assemblages qui sont par contre réduits au strict minimum et renforcés là où c’est nécessaire. Les moments non supportés sont évités, par exemple, par l’utilisation de doubles tenons, de fentes croisées, de rainures, de brides de fixation, etc.
De tels raccords intégrés augmentent la durée de vie des ressorts et permettent d’optimiser l’espace de montage. Souvent, cela permet également de réduire les coûts de production et de montage.