Les ressorts de torsion partagent notre quotidien. Utilisés dans de nombreux domaines, nous les côtoyons régulièrement, bien souvent sans nous en rendre compte. Les ressorts de torsion sont des ressorts de type hélicoïdal. Ils sont fabriqués avec des matériaux solides tels que l’acier inoxydable, et sont conçus pour subir des déformations grâce à l’énergie mécanique emmagasinée : torsion, rotation, flexion et pliage. Ce type de ressort est très élastique, mais également très résistant.
Le ressort de torsion : les origines
Le ressort de torsion ressemble grandement à un ressort hélicoïdal de traction-compression à très faible angle d’hélice. À la différence de ce dernier, les ressorts de torsion ont des extrémités droites. Quant à leur fabrication, elle est beaucoup plus complexe que celle des autres ressorts.
Pour les concevoir, il faut utiliser une perceuse mécanique, mettre un fil dans le mandrin de la perceuse et ensuite enrouler le fil autour d’une tige dont le pas sera supérieur ou égal au diamètre du fil.
Les ressorts de torsion ont la capacité de revenir à leurs dimensions initiales s’ils sont dans leur état de repos. Pour ce faire, quand le ressort est en fonction d’usage, il exerce une force rotative inversée pour revenir à sa position de repos.
On parle de fonction d’usage lorsque le ressort de torsion est déformé sous l’action de l’énergie mécanique de torsion, de rotation, de flexion ou de pliage. Il est dans sa fonction de repos lorsque ses extrémités ne sont en contact avec aucun élément.
Les différents types de ressorts de torsion
Il existe deux types de ressort de torsion : le ressort à simple torsion et le ressort à double torsion.
On retrouve généralement le ressort à simple torsion dans les pinces à linge et les pinces à cheveux. Il se présente entre autres sous la forme d’un ressort avec des extrémités droites sans le moindre pliage.
Il est donc facilement identifiable. Toutefois, il y a d’autres déclinaisons de ce type de ressort. C’est le cas des ressorts de torsion possédant plusieurs pliages au niveau des pieds. Ceux-ci sont utilisés dans des domaines tels que l’informatique, l’industrie et la téléphonie.
Ils servent notamment à maintenir une porte ouverte, comme c’est le cas pour une porte de four. Il est également possible de les retrouver dans d’autres domaines tels que l’automobile, le bâtiment et le domaine aérospatial.
Quant au ressort à double torsion, il est évidemment composé de deux ressorts de torsion. Ces deux ressorts sont reliés par un pont conçu avec le même fil ayant servi à les fabriquer ; le pont est déterminant dans la production de puissance du ressort à double torsion. Il stimule la force des deux ressorts de torsion afin qu’ils travaillent ensemble pour produire une plus grande puissance. Comme le ressort à simple torsion, le ressort à double torsion a également beaucoup d’applications.
Le rôle du ressort de torsion
Nous avons clairement affirmé que le ressort de torsion sert dans de nombreux domaines ; c’est le moment de découvrir les fonctions précises de ce type de ressort, pour mieux cerner les domaines dans lesquels il est utilisé !
Le ressort de torsion permet aux pièces en rotation de retrouver leur position initiale après avoir effectué un effort. Il est utilisé pour exercer une force sur les branches des pièces afin qu’ils effectuent un travail rotatif. Concrètement, les ressorts de torsion sont utilisés dans les applications ayant besoin d’une force de rappel suivant un axe de rotation.
On peut citer, en dehors de la porte de four qui s’ouvre de façon perpendiculaire et des pinces à linge, les portes de chambres. Dans toutes ces applications, on retrouve une ou plusieurs branche(s) perpendiculaire(s) à l’axe qui permet de fixer le ressort de torsion.
Outre les applications que nous venons de lister, les ressorts de torsion remplissent également divers autres rôles. Par exemple, selon les besoins, ils créent des mouvements de pliage ou de flexion, contrôlent et guident un mouvement.
Ils permettent également d’éviter un frottement entre deux éléments, de tirer ou de pousser sur des extrémités, d’éloigner ou de rapprocher deux masses, d’imposer un mouvement entre deux masses. Ils peuvent aussi porter des masses ou bloquer.
Il existe donc de nombreuses fins auxquelles le ressort de torsion pourrait être utilisé. Quid de son fonctionnement ?
Le fonctionnement du ressort de torsion
Le fonctionnement d’un ressort de torsion est globalement simple à comprendre. Les conditions de déformation du ressort dépendent de l’angle de rotation et des extrémités. Généralement, la force est exercée dans le même sens que l’enroulement du ressort.
En effet, si elle est exercée dans un sens contraire au sens de l’enroulement du ressort, il pourrait y avoir une perte de couple. En conséquence, le ressort de torsion exerce son action autour d’un axe longitudinal qui le traverse au centre de son corps. La flexion du ressort se passe principalement au niveau dudit corps.
Considérant que le ressort augmente et diminue de volume en fonction de son état (état de repos, état d’usage), il ne faut pas négliger l’espace dans lequel il agit. Lorsqu’il est en état d’usage, le ressort de torsion voit sa longueur augmenter, pendant que son diamètre diminue.
Par contre, quand il est en état de repos, la longueur de son corps est beaucoup plus faible, pendant que son diamètre est beaucoup plus grand. Il faut aussi dire que l’angle d’enroulement joue un grand rôle dans le travail de flexion du ressort de torsion. Plus il est faible, plus le ressort de torsion a du mal à exercer le travail de flexion.
En tant qu’industriel ou artisan, il est donc important de trouver un ressort de torsion correspondant précisément à l’usage que l’on veut en faire. À défaut de trouver sur le marché un ressort adapté, il est aussi possible de faire appel à un spécialiste de la fabrication des ressorts de torsion pour se faire confectionner un modèle personnalisé.