Le ressort à gaz

Résumé du document

Le ressort à gaz, également appelé équilibreur, est un vérin autonome qui permet de compenser partiellement ou totalement l'effet du poids d'éléments mobiles que l'on souhaite manœuvrer entre deux positions limites. Il vise ainsi à assister l'opérateur lors de la manipulation d'une structure lourde et encombrante. Ces vérins sont largement utilisés dans le domaine automobile pour les coffres, hayons, ou capots de voiture, mais aussi dans l'industrie mécanique.

La caractéristique principale de cette technologie de vérins est que ceux-ci sont autonomes et régulé en vitesse. Cela signifie qu'au-delà d'un certain angle d'ouverture, le coffre de la voiture poursuit son mouvement sans assistance extérieure, et ce, à vitesse constante. Il est également possible de programmer des arrêts ponctuels au cours de l'ouverture.

Dans ce dossier, nous traiterons du principe de fonctionnement des vérins à gaz. Nous présenterons ensuite les deux types d'équilibreurs les plus utilisés : le ressort hydraulique et le ressort à rainure.

Extraits

[...] En mouvement de sortie, le joint torique oblige le gaz à s'engouffrer dans le labyrinthe, où la présence de coudes occasionne des pertes de charges. La section du labyrinthe et le nombre de coudes permettent de réguler la vitesse de sortie de la tige. Lorsque la tige rentre dans le tube, le fluide ne passe plus dans le labyrinthe mais par de larges ouvertures dans le piston. Il n'y a plus de régulation de vitesse, c'est l'opérateur qui contrôle la fermeture du système. [...]

[...] On réalise une rainure le long du tube, par laquelle s'écoule le fluide lors du mouvement. C'est alors la géométrie de cette rainure qui calibre la vitesse de la tige, et l'amortissement est fait par diminution progressive de la section de la rainure. Le joint torique est remplacé par un segment à base de PTFE pour éviter les pertes de vitesse. Cette technologie possède plusieurs avantages par rapport au ressort hydraulique : Tout d'abord, elle favorise une transition en douceur entre la phase de sortie de tige proprement dite et l'amortissement en fin de course. [...]

[...] Le diagramme force/élongation d'un ressort à gaz diffère sensiblement de celui d'un ressort classique. En effet, en position de repos, le ressort classique n'exerce aucune force, alors que le ressort à gaz nécessite dès le début une force minimum pour être comprimé. Par ailleurs, le frottement dû au joint induit un phénomène d'hystérésis entre la force nécessaire pour comprimer le vérin et celle qu'il restitue en se détendant, alors que le cycle d'un ressort classique est parfaitement réversible. Un équilibreur est défini le plus souvent par trois caractéristiques : La force F1 : force axiale fournie par la tige en début de sortie, à 20°C Le taux de compression : rapport F2/F1, F2 étant la force axiale fournie par la tige en fin de sortie Le frottement f Ressort de traction classique Ressort à gaz Figure 1 : Diagramme force/élongation des ressorts classiques et à gaz Différents types de ressort à gaz Il existe de nombreux types de ressort à gaz différents. [...]

[...] La caractéristique principale de cette technologie de vérins est que ceux-ci sont autonomes et régulés en vitesse. Cela signifie qu'au-delà d'un certain angle d'ouverture, le coffre de la voiture poursuit son mouvement sans assistance extérieure, et ce, à vitesse constante. Il est également possible de programmer des arrêts ponctuels au cours de l'ouverture. Dans ce dossier, nous traiterons du principe de fonctionnement des vérins à gaz. Nous présenterons ensuite les deux types d'équilibreurs les plus utilisés : le ressort hydraulique et le ressort à rainure. [...]

[...] Enfin, dans le cas d'une utilisation en géométrie basculante, il est inutile de rajouter un réservoir mobile puisque l'huile ne joue pas de rôle dans l'amortissement. Figure 5 : Courbes de vitesse de sortie de tige Conclusion Cette technologie de vérin permet d'assister l'ouverture d'une structure rotative et même de paramétrer la vitesse du mouvement. Les deux ressorts présentés ici sont les plus courants. D'autres types d'équilibreurs, utilisés notamment pour régler la hauteur des chaises de bureau, permettent de bloquer le vérin en position intermédiaire. Bibliographie Fonctionnement d'un ressort à gaz Documents Trelleborg Airax Ressources techniques Rayflex C. [...]