gutekunst10217Comment un Ressort de tension produit, quelle influence ont les conceptions des ressorts de tension, les formes des œillets, les caractéristiques des ressorts et les matériaux des ressorts et que signifient les termes techniques tels que précharge, relaxation, limite élastique et charge dynamique dans un ressort de traction? Cet article spécialisé de Gutekunst Federn répond à toutes ces questions avec des connaissances de base pour la prochaine conception du printemps.

Les ressorts de traction sont utilisés comme ressorts de rappel dans la construction automobile, par exemple, ainsi que dans les portes de garage, les serrures, les tiroirs de lit et dans relais dans la construction d'usines et d'équipements. Parfois, des systèmes de ressorts de traction avec plusieurs ressorts de traction sont également utilisés. Les exemples d'application les plus courants sont les assemblages de ressorts de porte de garage ou les mécanismes de pliage pour les caissons de lit en connexion parallèle, où les composants avec une masse plus importante sont maintenus en position avec des forces et des moments de ressort constants.

Production et matériel

Les ressorts de tension sont fabriqués à partir de fils d'acier à ressorts ronds ou ovales. Lors du formage à froid, le fil d'acier à ressort prend généralement la forme souhaitée, soit par vents avec un système de serrage autour d'un mandrin, soit - dans un cabestan à ressort entièrement automatique - à l'aide de plusieurs broches de guidage de fil dans un système Zweifinger ou Dreifingersystem. Les œillets sont soit formés directement lors de l’enroulement, soit mis en place lors d’une opération ultérieure. Les ressorts de tension sont généralement produits de manière cylindrique avec un œillet allemand 1 / 1 sur les côtés conformément à la norme EN 13906-2. Voici comment se déroule la fabrication d'un ressort en métal:



Motifs de printemps et formes d'oeillets

gutekunst20217Outre le Zugfederbauform cylindrique à caractéristique de ressort linéaire, des ressorts de traction coniques ou en forme de tonneau sont souvent produits. Il est réalisé avec les extrémités du ressort coniques, en plus d’une caractéristique progressive du ressort, d’une durée de vie plus longue. Une courbe de force dégressive ne peut pas être générée via la conception du ressort de tension. Pour ce faire, un mécanisme à levier à ressort de traction est nécessaire, comme dans une boîte de lit.

Selon l'application, différentes formes d'oeillets sont utilisées. Outre les formes d'œillet classiques telles que l'œillet allemand 1 / 1 ou l'œillet du crochet, des extrémités de ressort plus élastiques comme le boulon fileté enroulé ou le bouchon fileté vissé sont offertes, ce qui allonge la durée de vie. En général, les ressorts de tension ne conviennent pas à une utilisation permanente à cause des oeillets, car la connexion des oeillets au niveau de la courbe de transition constitue un point faible majeur.

Dans le cas des oeillets à ressort de traction, trois forces sont exercées: charge de traction, charge de torsion et charge de flexion. Par conséquent, avec les ressorts de tension, il convient également de veiller à ce que la force agisse au centre de l'œil, sinon le risque de rupture du palan augmente. De plus, le rayon de transition (r) du corps du ressort à l'oeil de ressort doit toujours être supérieur à l'épaisseur du fil (d).

Précharge la plus souhaitée

gutekunst30217Lorsque le ressort est produit lors de la fabrication par une torsion contre le prochain tour un biais. Cette polarisation est largement souhaitée car elle minimise la longueur de fonctionnement requise du ressort de traction. Cependant, dans la fabrication des ressorts de traction, plus la précharge est élevée, plus l'effort de production est élevé. La précharge dépend également du rapport d'enroulement "w = D / d" (D = diamètre de braquage moyen, d = épaisseur du fil) et diminue avec l'augmentation du rapport d'enroulement.

Si vous ne souhaitez pas utiliser de ressort de tension, tel qu'un ressort, vous pouvez le retirer presque complètement grâce à une température de revenu plus élevée et à un temps de revenu plus long. Les ressorts de traction thermoformés ne contiennent pas non plus de biais. Afin de pouvoir garantir les propriétés de ressort requises, telles que les propriétés dimensionnelles ou de force, après la production, la précontrainte (F0) ou le diamètre d'enroulement moyen (D) est normalement toléré en tant que compensation de production.

Relaxation, contrainte de cisaillement et forces de ressort

gutekunst40217Si le ressort de traction est chargé pendant une longue période de temps à des températures plus élevées, un certain pourcentage de la force du ressort est perdu, comme pour tous les ressorts métalliques. Cette perte de pouvoir s'appelle relaxation. Il augmente avec la température et la tension. Étant donné que la relaxation peut entraîner une perte de force pouvant aller jusqu'à 20%, en fonction du matériau et de la température, la flexion maximale du ressort ne doit pas dépasser 80% de la contrainte admissible.

Si la contrainte de cisaillement dépasse la valeur admissible de la limite d'élasticité sous charge du ressort de traction, une réduction permanente de la précharge ou une déformation du ressort de traction se produit. En outre, il convient de prêter attention à la vibration de résonance du ressort de traction. Idéalement, les vibrations de la fréquence d'excitation sont dix fois inférieures à la fréquence naturelle du ressort, sinon des augmentations de tension importantes peuvent se produire, entraînant la rupture du ressort.

La force / la rigidité du ressort dépend du fil en acier à ressort et de la raideur ou de la constante du ressort. Le taux de ressort définit également le rapport entre la force du ressort et sa course. Fondamentalement, le dimensionnement de la force du ressort peut être influencé par les mesures suivantes:

  • Diamètre du fil (d) plus grand> ressort plus dur
  • Diamètre de la bobine (De) plus grand> ressort plus souple
  • Nombre de bobines élastiques (n) supérieur> ressort plus souple

charge dynamique

Les charges dynamiques sont des charges variant dans le temps et comportant plus de courses 10.000. Contrairement aux ressorts de compression, il n'existe pas de diagramme de résistance à la fatigue pour les ressorts de traction qui spécifient un champ de contrainte dynamique potentiel basé sur le matériau, le diamètre du fil et la tension de la course. La raison en est la variété des formes d'oeillets, qui pour la plupart n'ont pas de résistance à la fatigue en raison de la courbe de transition du corps du ressort à l'oeillet. Les formes d'oeillets telles que le bouchon fileté vissé ou le boulon fileté enroulé ont de meilleures propriétés dynamiques. Néanmoins, de véritables tests d'endurance dynamique doivent être effectués pour chaque charge de travail utilisée avec chaque ressort de traction utilisé de manière dynamique.

Matériau et surface du ressort

gutekunst50217Le choix du fil d'acier à ressort affecte non seulement la force du ressort, mais offre également les propriétés appropriées pour chaque application de ressort. Outre les fils en acier à ressort non alliés normaux, les aciers à ressort inoxydables, les fils à ressort en alliage SiCr, les alliages de cuivre pour de bonnes propriétés électriques, les alliages de nickel pour une résistance élevée à la chaleur et à la corrosion et le titane pour les exigences les plus élevées de la technologie aéronautique. De plus, divers traitements de surface peuvent être appliqués pour optimiser le ressort. Cependant, les ressorts de tension sont difficiles à faire surface car les virages sont si rapprochés.

Avantages et inconvénients des ressorts de traction

Les inconvénients du ressort de traction sont la taille de l'espace d'installation, le point sensible sur l'oeillet et la perte totale de force du ressort qui en résulte après un Ösenbruch. Les principaux avantages du ressort de traction sont la liberté de pliage, la possibilité de transmission de puissance centrée et l'absence de frottement par l'élimination d'éléments de guidage tels que manchon ou mandrin.

Si vous souhaitez en savoir plus sur ces sujets ou si vous avez des questions, vous êtes entre de bonnes mains avec l’Infoblog Gutekunst Federn sur blog.federnshop.com. Dans le canal de connaissance et d’information de Gutekunst sur le thème des ressorts métalliques, vous trouverez des informations intéressantes et utiles non seulement sur les ressorts de tension.


Une autre contribution du fabricant