Les critères de fabrication de ressorts sur mesure

Que l’on veuille un ressort compression, traction ou torsion, il y a des critères indispensables à prendre en compte lors de la fabrication de ressorts sur mesure, aussi appelé ressorts sépciaux. Chaque famille de ressorts à des propriétés bien spécifique. Les missions varient en fonction de l’utilisation de chacune des familles, donc les caractéristiques pour la fabrication varient aussi.

Certaines données sont indispensables pour fabriquer une pièce qui réponde aux exigences du client. Parfois, les clients trouvent la pièce qu’ils veulent chez un cataloguiste. Dans d’autres cas ils vont faire appel à la fabrication sur mesure. Il arrive alors qu’ils n’aient pas toutes les infos sur les ressorts qu’ils demandent, c’est pourquoi un chargé d’études est souvent là pour les accompagner. Dans ce dernier en cas, soit le ressortier part d’un plan avec les données nécessaire à la réalisation, soit il réalise un plan à partir de valeurs de l’environnement du ressort avec une charge à obtenir (diamètre de l’axe, diamètre de l’alésage, force (P1) pour une course donnée (F1) et / ou de la nature du milieu (hautes températures, corrosif…)

Commençons par le plus commun des ressorts, celui que l’on a l’habitude de voir le plus souvent, le ressort de compression. La première chose à savoir est que pour la fabrication de ressorts sur mesure, tous les éléments que nous allons voir ne sont pas forcément nécessaire pour l’élaboration d’un plan. Par exemple, grâce au diamètre extérieur (De) et au diamètre intérieur (Di), nous pouvons calculer le diamètre de fil (d) avec un calcul simple. Il suffit de soustraire le diamètre intérieur (Di) au diamètre extérieur (De) et de divisé le résultat par deux.

Le ressort de compression peut avoir plusieurs types d’extrémités, on en compte 4. Le premier type sont les extrémités rapprochées meulées (ERM), c’est à dire que la dernière spire de chaque cotés est en contact avec celle qui la précède de plus elles sont meulées. Basés sur les mêmes caractéristiques, les 3 autres types d’extrémités sont les extrémités non rapprochées meulées (ENRM), les extrémités rapprochées non meulées (ERNM) et les extrémités non rapprochées non meulées (ENRNM). Il est également indispensable de savoir quel sens d’enroulement doit avoir le ressort, gauche ou droit et en quelle matière la pièce doit être réalisée.

Enfin les dernières informations qui vont rentrer en compte dans la confection d’un ressort de compression sur mesure, sont des caractéristiques concernant la force exercée sur la pièce. Nous allons retrouver la raideur, qui correspond à la résistance du ressort. On appelle cette résistance, résistance à la traction, soit la progression de l’effort par millimètre de traction. Elle est exprimée en N/mm (Newton par millimètre). Maintenant reprenons notre longueur libre (L0). Pour avoir la force du ressort il faut trouver la longueur L1 qui est la longueur du ressort sous la charge P1. Par le fait, P1 est la force exercée (en Newton) pour que le ressort arrive à sa longueur L1. Avec ce procédé nous pouvons trouver la longueur L2 et la charge P2. C’est donc grâce ces données que l’on peut déterminer la raideur.

Nous allons désormais voir les ressorts de traction. On va remarquer qu’il y a des paramètres similaires mais aussi des différences au vu de l’utilisation que l’on va en faire. Pour commencer, sur le ressort de traction les extrémités sont bien différentes puisque ce sont des boucles. Cette information fait ressortir trois données. La première est évidemment le type d’anneaux. Les plus utilisés sont les anneaux anglais et allemand. Du fait de ces anneaux, deux caractéristiques différentes du ressort de compression vont rentrer en compte. Tout d’abord, la longueur du corps (Lc), qui est la longueur sans prendre en compte les anneaux. Puis, la longueur totale (Lt) où nous allons mesurer la longueur entre les extrémités des boucles.

La notion de pas va être beaucoup moins utilisée pour les ressorts de traction car il vise à être étiré et bien souvent au repos les spires du ressort de traction sont jointives. Il est donc possible de calculer la longueur du corps (Lc) en étudiant le diamètre de fil (d) qui lui est une constante dans la fabrication d’un ressort et le nombre de spire du corps (nc).

En ce qui concerne la raideur du ressort de traction, le principe reste le même que pour le ressort de compression. La longueur L1 est la longueur que va avoir le ressort sous la charge P1. La longueur L2 elle, va être la longueur atteinte par le ressort de traction sous la charge P2 ce qui définit la raideur en mesurée N/mm.

Pour finir, nous allons parler des ressorts de torsion. Il y a de nouveau des paramètres similaires entre le ressort de torsion et les deux autres. Cependant, ce dernier est plus complexe à fabriquer. En effet, son fonctionnement est un peu différent, les données vont alors elles aussi varier.

D’abord, les données communes entre le ressort de torsion et les ressorts de compression et traction. Vous commencez à le comprendre le diamètre de fil (d), le diamètre intérieur (Di), le diamètre extérieur (De), la matière et le sens d’enroulement, sont la base commune aux trois familles. Nous allons également retrouver la notion de longueur de corps (Lc) qui est la longueur de l’enroulement entre les deux branches. La longueur de corps (Lc) peut être calculée comme pour le ressort de traction, grâce au diamètre de fil (d) ainsi qu’au nombre de spires (nt).

Le ressort de torsion ne travaille pas en force de traction comme le ressort de compression ou de traction, c’est bien différent. En général, il est doté de branches sur lesquelles on exerce une pression pour faire travailler la pièce. Les caractéristiques dû à ces branches vont être la longueur, l’angle des branches au repos ainsi que l’angle de rotation sous charge P1. Cette dernière donnée va permettre de définir la force du ressort. Pour les resort de torsion, la raideur est le couple du ressort (N.mm) en fonction d’un angle (°). Elle s’exprime alors en N.mm / °.

Toutes ces informations sont des données importantes pour la fabrication de ressorts sur mesure en fils. Pour le fil formé, la fabrication ne va se faire presque exclusivement qu’à partir d’un plan. Pour les ressorts hélicoïdaux, nous avons vu qu’avec seulement certaines données, nous pouvons en faire découler d’autres. Il est important que ces données soient cohérentes entre elles pour éviter une fragilisation du ressort trop rapide.

Vous avez maintenant les premiers éléments en main pour avancer sur la réalisation d’un plan de votre pièce.