Que sont les ressorts ondulés et pourquoi les utiliser ?

Dan Carney | 12 février 2021

Nous avons demandé à Justyna Rapacz, ingénieur marketing de Smalley, de nous renseigner sur la conception des ressorts ondulés et leur utilité pour les ingénieurs qui conçoivent des produits. Nous nous sommes tournés vers Smalley en tant qu'inventeur du ressort ondulé enroulé sur le bord pour nous fournir une explication faisant autorité sur les avantages de ce type de ressort.

Design News : Qu'est-ce qu'un ressort ondulé ?

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Justyna Rapacz : Un ressort ondulé est un type de ressort de compression composé d'un fil plat avec une conception unique de «plusieurs vagues par tour». Cette conception innovante est la raison pour laquelle un ressort ondulé peut offrir la même force de ressort qu'un ressort hélicoïdal à fil rond traditionnel, mais à 50 % de sa hauteur de fonctionnement.

DN : Quelles sont les principales applications des ressorts ondulés ?

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Justyna Rapacz : Des petits aux grands diamètres, des charges légères aux charges lourdes, de l'acier au carbone aux matériaux exotiques, les ressorts ondulés ont été la solution fiable et peu encombrante pour des dizaines de milliers d'applications. Des produits de consommation courante tels que la montre connectée à votre poignet aux dispositifs médicaux vitaux tels que les instruments chirurgicaux robotisés aux environnements extrêmes tels que les puits de pétrole profondément sous la surface de la Terre, jusqu'à Mars, il n'y a pratiquement aucune limite pour les ressorts ondulés.

Une application courante qui utilise les avantages d'un ressort ondulé est une soupape de débit. Alors que de nombreux systèmes de ressorts peuvent être intégrés dans des soupapes, les ingénieurs choisissent souvent des ressorts ondulés en raison de leur capacité d'économie d'espace et de leur comportement de compression linéaire sur 80 % de la plage de compression. Ces caractéristiques uniques permettent un contrôle plus précis et reproductible du débit et de la pression.

Lorsque la pression du fluide augmente, un ressort ondulé Crest-to-Crest contrôle avec précision le déplacement linéaire du piston.

DN : Quels sont les avantages d'utiliser des ressorts ondulés ?

Justyna Rapacz : Que vous ayez des contraintes d'espace, que vous ayez besoin d'une plus grande flexibilité de conception ou que vous cherchiez à répondre à une exigence de charge spécifique, l'ajout d'un ressort ondulé à votre trousse d'outils de conception peut ouvrir un monde de nouvelles possibilités de conception. Les ressorts ondulés optimisent l'espace dans votre assemblage en fournissant la même force de ressort qu'un ressort de compression ordinaire, mais à une hauteur de fonctionnement réduite.

Les principaux avantages des ressorts ondulés incluent :

Un ressort hélicoïdal classique (r) comparé à un ressort ondulé (l).

DN : Quels sont les compromis, le cas échéant ? Coût?

Justyna Rapacz : Les ressorts ondulés sont le ressort de compression incontournable lorsque l'espace est une contrainte ; cependant, ils ne sont pas la solution idéale pour les applications à grande course et/ou accompagnées d'une exigence de charge relativement élevée. Les ressorts ondulés sont conçus pour la compression uniquement, donc dans les applications où l'extension ou la torsion est requise, un ressort alternatif doit être spécifié.

En termes de coût, les ressorts ondulés peuvent vous faire économiser de l'argent lorsque vous prenez en compte l'ensemble de l'assemblage. Les ressorts ondulés peuvent optimiser l'espace dans l'assemblage en fournissant la même force de ressort dans un espace plus petit, ce qui entraîne une diminution globale de la taille de l'assemblage, du poids, du temps de production et du coût des matériaux. Bien que les ressorts ondulés puissent potentiellement avoir un prix à la pièce plus élevé que les ressorts hélicoïdaux, des économies de coûts globales peuvent être constatées lors de la conception d'un ressort ondulé dans votre application.

DN : Comment le choix du matériau affecte-t-il les performances du ressort ?

Justyna Rapacz : La sélection du bon matériau est essentielle pour une performance optimale du ressort. Plusieurs facteurs doivent être pris en compte lors de la sélection du matériau du ressort, tels que l'environnement d'exploitation, la durée de vie et le budget. Les ressorts ondulés standard sont disponibles en acier au carbone et en acier inoxydable 17-7.

Justyna Rapacz, ingénieure marketing chez Smalley.

DN : Quelles sont vos prévisions concernant l'utilisation accrue des ressorts ondulés à l'avenir ?

Justyna Rapacz : Alors que le monde qui nous entoure devient de plus en plus petit, l'espace devient rapidement une prime. Les ressorts ondulés offrent aux ingénieurs la solution peu encombrante dont ils ont besoin pour répondre à la demande de conception d'une technologie compacte moderne.

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