Brevet FR2475951A1 — publié le 19810821

La présente invention concerne la fabrication de ressorts de torsion, à boudin ou en forme d'épingle, avec enroulement d'un fil métallique autour d'un mandrin pour former une ou plusieurs spires, prévues entre des extrémités qui restent droites. I1 est connu de réaliser ainsi des ressorts, en partant d'un fil d'acier à ressort de section carrée. Au cours de la déformation destinée à former les spires, la section du fil devient trapézofdale dans la région de ces spires, la face du fil qui correspond à la grande base de la section trapézoïdale venant auucontact du mandrin.Lors de cette déformation de la section initialement carrée du fil en une section trapézodale, la fibre neutre de la section des spires se décale en direction du mandrin, dest-à-dire en direction de l'axe de l'hélice formée par ces spires. I1 en résulte que, lorsqu'un ressort de ce genre est sollicité en torsion, la répartition des contraintes sur la section des spires n'est pas équilibrée, et les contraintes les plus élevées apparaissent dans la zone extérieure de la section des spires0 Or cette zone extérieure est déjà affaiblie, dans sa texture, par le fait que, lors de l'enroulementà a froid du fil d'acier à ressort autour du mandrin,il sty produit un étirage du matériau constitutif du fil dans la direction circonférentielle des spires0 Pour obtenir, après enroulement à froid, un durcissement de la texture dans la zone extérieure des spires, l'on est obligé, suivant un procédé connu, de soumettre cette zone extérieure des spires à un traitement de battage, par exemple par impact de billes. La présente invention vise à remédier à ces inconvénients, en fournissant un procédé de fabrication de ressorts du genre rappelé en introduction permettant d'obtenir, pour chaque spire, une section telle que, lors des sollicitations du ressort, les contraintes soient réparties de façon sensiblement équilibrée sur toute cette section, de sorte que le ressort pourra supporter des efforts importants, sans risque de rupture0 A cet effet, le procédé de fabrication de ressorts selon l'invention consiste a utiliser un fil métallique possédant initialement une section trapézodale et, pour l'obtention de la spire ou des spires prévues entre les extrémités droites du ressort, à enrouler à froid ce fil autour d'un mandrin, sa face correspondant à la petite base de la section trapUzordale venant au contact du mandrin, de manière à ce que la section du fil dans la région de la ou des spires soit déformée et devienne rectangulaire ou au oins approximativement rectangulaire. Ainsi, la section définitive de la partie coaportant la ou les spires du ressort est rectangulaire, si bien que la fibre neutre coricide avec l'une des médianeS de cette section, ce qui assure une répartition équilibrée des contraintes sur l'enxemble de la section de chaque spire. De cette manière, sont réunies les conditions permettant d'obtenir un ressort capable de supporter des efforts importants, sans risque de rupture, en rendant inutile toute opération de renforcement après ltenroulement àgfroidO De toute façon, I'invention sera mieux comprise à l'aide de la description qui suit, en référence au dessin schématique annexé illustrant, à titre d'exemples non limitatifs, deux modes de mise en oeuvre de ce procédé de fabrication de ressorts à boudin ou en épingle capables de supporter des efforts importants, et permettant la comparaison avec l'état de la technique connu ; sur le dessin Figure i est une vue en perspective montrant un ressort à boudin réalisé en fil métallique de section initialement trapézoSdale, dont les spires sont enroulées autour d'un mandrin Figure 2 est une vue en coupe suivant la ligne II - II de la figure ;; Figure 3 est une vue en perspective d'un ressort en épingle, réalisé en fil métallique de section trapézoïdale, montrant aussi le mandrin utilisé pour la fabrication de ce ressort Figure 4 est une vue en coupe suivant la ligne IV - IV de la figure 3 Figure 5 est une vue en perspective d'un ressort à boudin connu, enroulé autour d'un mandrin et réalisé en fil métallique de section initialement carrée Figure 6 est une vue en coupe suivant la ligne VI - VI de la figure 5o Le ressort à boudin des figures t et 2, désigné dans son ensemble par le repère 1, est réalisé à partir d'un fil d'acier à ressort de section trapézoïdale, et il comprend deux extrémités droites 2 et 2 entre lesquelles sont formées plusieurs spires 40 Pour fabriquer ce ressort 1, le fil d'acier de section trapézoldale est enroulé à froid autour d'un mandrin 5, d'une façon telle que sa face 6 correspondant à la petite base de la section trapézoidale vienne au contact du mandrin (les repères 6 et 7 désignant, respectivement, les deux faces parallèles correspondant aux deux bases de la section trapézofdale)O Au cours de la déformation par enroulement du fil d'acier à ressort, l'on obtient des spires 4 dont la section est approximativement carrée, comme le montre la figure 2. I1 en résulte que la fibre neutre 8, c'est-à-dire l'ensemble des points de la section qui ne sont soumis ni à une traction, ni à une compression, cotncide avec la médiane de la section carrée des spires 4 et plus précisément la médiane qui est parallèle à l'axe 9- de lthélice formée par les spires 4. Ainsi, la section particulière des spires 4 du ressort procure une répartition équilibrée des contraintes, sur toute l'étendue de cette section, lorsque le ressort est sollicité en torsion0 Les figures 3 et 4 montrent que l'on peut réaliser, suivant le même principe, un ressort dont les deux extrémités droites 2 et 9 sont reliées entre elles par seulement une demi-spire 4, le ressort ainsi obtenu ayant une forme en épingle à cheveux0 Conformément à la présente invention, ce ressort est-toujours réalisé à partir d'un fil métallique de section trapézoïdale, devenant approximativement carrée après enroulement autour du mandrin 5. A titre comparatif, les figures 5 et 6 représentent un ressort à boudin, du meme type que celui des figures 1 et 2, mais réalisé de manière connue à partir d'un fil d'acier à ressort de section carrée0 Après fabrication de ce ressort, ses extrémités droites 10 et Il conservent la section initiale carrée, étant donné que ces parties ne subissent aucune déformation.Par contre, au cours de l'enroulement à froid du fil d'acier dans sa partie destinée à former les spires 12, la section devient trapézoidale comme le montre la figure 6,-la face fl correspondant à la grande base de la section trapézoidale venant au contact du mandrin 5 (les repères 13 et 14 désignant, respectivement, les-deux faces parallèles correspondant aux deux bases de la section trapézoidale). Il en résulte qu'au cours de la déformation donnant les spires 12, la fibre neutre 15 se décale en direction du mandrin 2, c'est-à-dire en direction de l'axe 16 de l'hélice formée par ces spires0 Ainsi, l'on n'obvient plus, dans ce cas, une répartition équilibrée des contraintes sur toute la section des spires, lorsque le ressort est sollicités En particulier, des contraintes élevées apparaissent dans la zone extérieure li de la section des spires 12, si bien que cette zone est plus spécialement sensible et constitue le point de départ de ruptures des spires. REVENDICATION Procédé de fabrication de ressorts à boudin ou en épingle capables de supporter des efforts importants, caractérisé en ce que l'on utilise un fil métallique possédant initialement une section trapézoidale et en ce que, pour l'obtention de la spire ou des spires (4) prévues entre les extrémités droites (2, 3) du ressort, le fil précité est enroulé à froid autour d'un mandrin (5), sa face (6) correspondant à la petite base de la section trapézoidale venant au contact du mandrin (5), de manière à ce que la section du fil dans la région de la ou des spires (4) soit déformée et devienne rectangulaire ou au moins approximativement rectangulaire0