Qu’est-ce qu’un ressort pneumatique ?
Un ressort pneumatique est un dispositif d’amortissement qui utilise la force de répulsion de l’air comprimé et l’élasticité du caoutchouc.
Il utilise un revêtement en caoutchouc rempli d’air comprimé comme ressort, dans un grand nombre de situations. Il se caractérise par une capacité d’amortissement supérieure à celle des ressorts métalliques (ressorts à lames et ressorts hélicoïdaux).
La force d’amortissement varie peu en fonction de l’augmentation ou de la diminution de la charge, et la hauteur du ressort peut être modifiée à charge constante. Une autre caractéristique des ressorts pneumatiques est qu’ils sont plus durables que les autres ressorts. Les ressorts pneumatiques en caoutchouc ont une excellente résistance aux chocs et aux vibrations et ont une longue durée de vie.
Ils peuvent réagir avec souplesse aux variations de charge, ce qui prolonge la durée de vie de l’amortisseur. Cependant, ils sont plus coûteux que les ressorts métalliques car ils comportent des composants auxiliaires tels que des compresseurs d’air et des conduites d’air pour l’alimentation pneumatique. La conception et la maintenance sont plus complexes.
Utilisations des ressorts pneumatiques
Les ressorts pneumatiques sont utilisés à de nombreuses fins. En particulier, ils sont souvent utilisés dans la suspension des voitures particulières, des véhicules de transport de marchandises et des véhicules ferroviaires. Ils sont également utiles dans les lignes de production de machines et dans les systèmes d’isolation sismique des bâtiments.
1. Véhicules
En raison de leur bonne qualité de roulement, ils sont principalement utilisés dans les ressorts de suspension des véhicules de luxe. Ils conviennent également aux véhicules de transport de marchandises transportant des produits chimiques et des machines de précision, ainsi qu’aux ressorts d’amortissement des wagons de trains à grande vitesse. Ils sont également idéaux comme dispositifs d’amortissement pour les produits où le confort et les performances BVC (bruit, vibrations et cliquetis) sont requis.
Dans les véhicules dotés de deux essieux arrière et d’un essieu mort sur l’essieu le plus en arrière, la pression superficielle sur les roues motrices est accrue lors du démarrage sur des surfaces enneigées ou boueuses. Des ressorts pneumatiques sont parfois utilisés pour permettre à l’essieu arrière de se soulever.
2. Bâtiments
Les ressorts pneumatiques sont parfois utilisés pour protéger les bâtiments contre les vibrations, par exemple en cas de tremblement de terre. Les ressorts pneumatiques sont incorporés dans les fondations et les structures des bâtiments pour en assurer la stabilité tout en absorbant les vibrations lors des tremblements de terre.
Principe des ressorts pneumatiques
Les ressorts pneumatiques fonctionnent selon le principe de l’action basée sur les changements de pression et de volume de l’air. Le composant principal d’un ressort pneumatique est un sac en caoutchouc spécial. La pression et le volume de l’air varient en fonction de la charge et des vibrations. En faisant varier la quantité d’air comprimé dans le ressort pneumatique, on ajuste la rigidité du ressort.
Si la quantité d’air comprimé est élevée, le ressort devient plus dur ; si elle est faible, il devient plus souple. La force de répulsion du film de caoutchouc absorbe les vibrations à haute fréquence pendant le fonctionnement de la machine, etc., ce qui permet d’améliorer le silence et la précision d’usinage du produit.
Les problèmes posés par les ressorts pneumatiques sont notamment la rupture en cas de surcharge, les fuites d’air dues à une détérioration liée à l’âge et le risque de désolidarisation de la base lors d’un amortissement rapide. Dans les suspensions pneumatiques automobiles en particulier, les fuites d’air dues à la pénétration d’humidité, etc. sont fréquentes.
Types de ressorts pneumatiques
En fonction de la forme du film de caoutchouc et des raccords métalliques qui le fixent, les ressorts pneumatiques sont classés en deux grandes catégories : le type à membrane, dans lequel le film de caoutchouc s’enroule vers l’intérieur lors de la contraction, et le type à soufflet, dans lequel le film de caoutchouc, en forme de grande fortune, s’affaisse.
1. Type à membrane
Le type à membrane est un ressort pneumatique qui utilise une membrane en caoutchouc. Le diaphragme est une pièce en caoutchouc en forme de disque avec une entrée d’air au centre. Les ressorts pneumatiques à membrane contiennent de l’air comprimé scellé à l’intérieur de la membrane, qui se dilate ou ajuste sa pression en fonction de la charge.
Le diaphragme en caoutchouc flexible améliore le confort de conduite. Il absorbe les vibrations et les chocs, assurant ainsi une conduite souple et confortable. Leur conception compacte et légère permet d’économiser de l’espace lorsqu’ils sont intégrés au système de suspension d’un véhicule.
Ils permettent également un contrôle plus fin de la pression de l’air. Cela améliore les performances de contrôle ainsi que la stabilité et la maniabilité du véhicule. De plus, cela réduit efficacement les vibrations et le bruit provenant de la surface de la route.
2. Type à soufflet
Ressorts pneumatiques à soufflets en caoutchouc (ondulés). Le soufflet est constitué de plusieurs plaques métalliques en forme d’arc recouvertes d’une feuille de caoutchouc. L’air comprimé est introduit dans le soufflet et la forme et la pression du soufflet changent en fonction de la charge.
Les soufflets sont généralement utilisés sur les gros véhicules tels que les camions et les autobus. Ils sont très durables et s’adaptent à la charge.