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Ressorts à lames

Les ressorts à lames sont l'une des formes de construction de ressorts les plus anciennes et les plus robustes. Ils sont utilisés aussi bien dans la construction automobile que dans la construction mécanique générale. Leurs principales fonctions sont de supporter des charges, d'accumuler de l'énergie mécanique, d'amortir les vibrations et de guider les composants mobiles.

1. Structure et construction

Un ressort à lames se compose de plusieurs bandes d'acier superposées et courbées, appelées lames de ressort.

• La lame la plus longue est appelée lame principale et possède généralement des œillets de fixation aux deux extrémités.

• Les feuilles plus courtes en dessous sont appelées feuilles secondaires ou feuilles supplémentaires et renforcent l'effet du ressort.

• Toutes les lames sont reliées entre elles au centre par un axe central et sont souvent sécurisées par des agrafes ou des colliers.

Selon sa conception, un ressort à lames peut être constitué d'une seule lame (par exemple, un ressort parabolique) ou de plusieurs lames superposées (ressort à lames multiples).

2. Fonctionnement

Les ressorts à lames fonctionnent selon le principe de la déformation élastique.
Lorsqu'elles sont sollicitées, les lames du ressort se courbent élastiquement et accumulent de l'énergie mécanique.
Après avoir été déchargées, elles reprennent leur forme initiale et restituent l'énergie accumulée.

Dans le cas des ressorts à plusieurs lames, le frottement entre les différentes lames génère en outre un certain amortissement qui réduit les vibrations et stabilise le système.

3. Matériaux

Les ressorts à lames sont principalement fabriqués en acier à ressorts très résistant.
Celui-ci se caractérise par :

• une grande élasticité

• une grande résistance à la fatigue

• une bonne résistance à la rupture et à la fatigue

Les modèles modernes peuvent également être fabriqués en matériaux composites (par exemple en plastique renforcé de fibres de verre) afin de gagner du poids et de réduire la sensibilité à la corrosion.

4. Types de construction

• Ressort à lames multiples
  Forme de construction classique et robuste avec plusieurs lames superposées. Très grande capacité de charge.

• Ressort parabolique
  Une ou deux lames à section parabolique. Plus léger, moins de friction, meilleur confort de conduite.

• Ressort à lame semi-elliptique
  Forme de construction la plus fréquente, courbée comme un demi-ovale.

• Ressort à lames entièrement elliptique
  Deux demi-ellipses placées l'une contre l'autre. Rarement utilisé aujourd'hui.

5. Domaines d'utilisation

Construction de véhicules :

• Camions, camionnettes, véhicules tout-terrain

• Pick-ups

• Remorques

• Machines agricoles et engins de chantier

• anciens modèles de voitures

Construction de machines :

• supports élastiques d'agrégats

• Dispositifs de serrage et de maintien en position basse

• Éléments de rappel dans les presses et les poinçonneuses

• Isolation des vibrations dans les châssis de machines

• Systèmes de sécurité et de protection contre les surcharges

• Vannes, clapets et systèmes d'étranglement

• Guidages de précision et mécanismes Flexure

6. Application des ressorts à lames dans la construction mécanique

Dans la construction mécanique, les ressorts à lames sont utilisés comme éléments fonctionnels élastiques et y remplissent de multiples fonctions :

a) Supports élastiques et appuis
Pour le montage élastique de composants, par ex. pour :

• Suspensions de moteurs et d'agrégats

• Compensation de tolérances dimensionnelles

• des variations thermiques de longueur

Ils permettent un relâchement contrôlé sans jeu.

b) Dispositifs de force et de tension

Les ressorts à lames servent de :

• Éléments de précontrainte

• Éléments de rappel

• Accumulateur de force

Exemples :

• Griffes de serrage

• Presseurs

• Mécanismes de rappel dans les machines-outils

c) Amortissement des vibrations et absorption des chocs

Utilisation dans :

• Systèmes de transport

• Châssis de machines

• mécanismes de protection contre les surcharges

Ils réduisent l'amplitude des vibrations et prolongent la durée de vie de la machine.

d) Eléments de guidage et de positionnement (mécanismes Flexure)

Dans les machines de précision :

• guides parallèles sans jeu

• Paliers pivotants

• Systèmes de positionnement de précision

Avantages :
pas de frottement, pas de jeu, pas de lubrification nécessaire.

e) Systèmes de sécurité et de protection contre les surcharges
Utilisés comme :

• éléments de sécurité mécaniques

• accouplements de surcharge

• Supports d'urgence

Ils limitent les forces et empêchent les dommages structurels.

f) Technique des soupapes et mécanismes de rabattement
Fonctions de rappel et de maintien dans :

• Soupapes de sécurité

• Clapets d'étranglement

• systèmes d'air et de liquide à ressort

7. Avantages

• très grande capacité de charge

• construction simple et robuste

• construction compacte pour une force élevée

• courbes caractéristiques du ressort définissables

• amortissement intégré (pour les ressorts à lames multiples)

• peu d'entretien

• mouvement sans jeu possible (dans la construction de machines)

• fabrication peu coûteuse

8. Inconvénients

• poids plus élevé que les ressorts hélicoïdaux

• confort de conduite moindre

• Sensibilité à la corrosion

• Le frottement peut provoquer des bruits

• guidage moins précis des roues à grande vitesse

9. Résumé

Les ressorts à lames sont des éléments de suspension polyvalents et durables utilisés dans la construction automobile et mécanique.
Ils assurent des tâches d'absorption de charge, d'amortissement, d'accumulation de force, de guidage de mouvement et de rappel.

Dans la construction automobile, ils sont particulièrement adaptés aux charges élevées, tandis que dans la construction mécanique, ils sont utilisés comme accumulateurs de force, éléments de rappel, éléments d'amortissement, guidages de précision et composants de sécurité.

Malgré les alternatives modernes, les ressorts à lames occupent encore aujourd'hui une place de choix dans la technique en raison de leur robustesse, de leur fiabilité et de leur rentabilité.

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