Qu’est-ce qu’une charnière à ressort ?
Une charnière à ressort est une combinaison d’une charnière et d’un ressort hélicoïdal.
Elle a pour fonction de revenir à l’angle initial grâce à la force de rappel du ressort lorsque la force extérieure est relâchée, même si l’angle est modifié par l’application d’une force extérieure. Les charnières à ressort sont principalement utilisées comme mécanisme de rotation pour les portes et autres dispositifs qui doivent être fermés automatiquement.
En utilisant la fonction de rappel de la charnière à ressort, la porte peut être ouverte et fermée par un mouvement d’ouverture uniquement. Lorsqu’elles sont utilisées dans un mécanisme rotatif approprié, elles offrent de nombreux avantages, tels qu’une efficacité de travail accrue, une meilleure convivialité et la prévention de l’oubli de la fermeture de la porte.
Utilisations des charnières à ressort
Les charnières à ressort sont utilisées dans de nombreux produits qui nous entourent, comme la partie du couvercle d’une boîte aux lettres ou la partie du couvercle d’une poubelle. Elles sont souvent utilisées dans des pièces qui peuvent être déplacées avec relativement peu de force, et font partie des composants peu coûteux qui jouent un rôle majeur.
De plus, elles sont parfois utilisées comme pièces de machines industrielles. Elles contribuent à améliorer la maniabilité, car elles peuvent être facilement serrées par la force du ressort hélicoïdal, par exemple pour fixer temporairement des matériaux transformés.
Comme les charnières normales, les charnières à ressort sont installées en fixant une plaque à l’élément latéral fixe et l’autre plaque à l’élément rotatif.
Principe des charnières à ressort
Lorsque l’élément latéral fixe est fixé et qu’une force extérieure est appliquée à l’élément latéral rotatif, ce dernier tourne avec l’axe reliant les deux plaques comme centre de rotation, et le ressort hélicoïdal se déforme en même temps. Lorsque la force extérieure est relâchée, la force de rappel du ressort ramène la charnière à son angle d’origine et l’élément latéral rotatif revient à sa position initiale.
Structure des charnières à ressort
Une charnière à ressort a une structure simple dans laquelle un ressort hélicoïdal passe à travers la partie de l’arbre appelée goupille d’une charnière ordinaire et les deux extrémités du ressort sont fixées aux plaques des deux côtés de la charnière. Lorsque la charnière est déformée, l’énergie élastique est accumulée par la torsion du ressort hélicoïdal, et lorsque la force extérieure est relâchée, elle agit comme une force élastique et revient à sa position initiale.
Les opérations répétées d’ouverture et de fermeture provoquent l’usure de l’arbre de la charnière et du tube qui reçoit l’arbre, ce qui entraîne des mouvements d’ouverture et de fermeture instables. Pour éviter l’usure, une lubrification adéquate est nécessaire.
De plus, la corrosion peut endommager non seulement la partie de l’arbre, mais aussi le ressort, qui peut s’affaiblir en raison d’opérations répétées. Par conséquent, les pièces mobiles atteignent souvent la fin de leur durée de vie avant les pièces de fixation.
Autres informations sur les charnières à ressort
1. Montage des charnières à ressort
L’installation s’effectue généralement en perçant des trous dans le côté de la charnière et en la fixant à l’aide de vis ou de rivets à l’élément latéral de fixation. Si l’élément de fixation est en métal, il peut être fixé par soudage à une charnière sans trous.
Les vis et les rivets perdent souvent leur force de fixation après une utilisation répétée, alors que le soudage peut maintenir sa force de fixation pendant une longue période. Il existe autour de nous de nombreuses portes qui se ferment automatiquement, mais la force de rappel d’un ressort hélicoïdal installé dans une charnière dont la longueur de l’arbre n’est que de quelques millimètres est limitée, de sorte qu’une charnière à ressort ne peut pas être utilisée pour des portes qui nécessitent une grande force pour revenir à leur position initiale.
Elle peut toutefois être utilisée pour des portes relativement légères. Les ferme-portes combinant un ressort et un amortisseur sont souvent utilisés pour les portes dont le poids est relativement élevé, comme les embrasures de portes. Dans ce cas, il faut prévoir un espace supplémentaire pour le montage de l’appareil.
2. Réglage des charnières à ressort
L’angle initial et l’intensité de la force de rappel de la charnière à ressort peuvent être réglés en modifiant l’angle initial et le diamètre du fil du ressort hélicoïdal. Toutefois, si la force de rappel du ressort est réglée sur une valeur élevée, la force nécessaire pour déformer le ressort augmentera également, de sorte que l’importance de la force d’ouverture de la porte doit être prise en compte.
De plus, si la force de rappel du ressort est réglée sur une valeur trop élevée, il existe un risque élevé de se coincer les doigts et de se blesser lors de la fermeture de la porte. Des considérations de sécurité doivent également être prises en compte et, si nécessaire, une protection avec un matériau en caoutchouc ou l’installation d’un amortisseur doit être prévue.
3. Applications des charnières à ressort
Dans le cas des charnières à ressort qui sont simplement installées, l’énergie élastique stockée dans le ressort est libérée unilatéralement, mais certaines charnières ont un amortisseur intégré à la charnière.
D’autres charnières utilisent l’énergie du ressort pour permettre d’ouvrir des portes lourdes avec peu de force, et il existe également des charnières à ressort dont la force du ressort peut être réglée par étapes. Même avec de simples charnières à ressort, la force de fermeture de la porte peut être réglée en ajustant le nombre de pièces attachées à la porte.