SUR L'EMPLOI DU RESSORT HKLICE

Dans un certain nombre de modèles de régulateurs, la force qui est opiMsée A la force centrifuge est empruntée ^des ressorts à boudin ou ressorts hélices. I,e métal qui convient le mieux pour former ces ressorts est le laiton en fil fortement récroui au moment de l'enroulement par des passages réitérés fi travers la filière.

La force des ressorts ou l'inverse de leur allongement par kilogramme de charge dépend de la grosseur du iii, du diamètre et du nombre des spires; elle est sensiblement proportionnelle au cube du diamètre du fil, 'en raison inverse i\u diamèire des spires, ainsi que du nombre de ces S[iires'.

1. Cerlilicals (ijicidilion <lii 21 avril ISfi.-l et du <t j.iiivicr iRflfi iiii\ Drevetx du S3 aovil IS62 cl du 6 décembre \H<i'6.

î. La forre des rr.ssori:; ;i (■tù (■liidif'c e\|i^riiiiciil ilpnicni piir t.. Fiiiicaidl sur un grand nombre de ressorts; les cIdfTres c|ii'il n Irouviis ainsi ne prréi'nioiit \t:<^ d'aiUiiurs un inlt'rèl suffisant pour qu'on ait cru devoir les publier.

On a ainsi trois éléments à faire varier et qui permettent toujours de composer un ressort conforme aux conditions prescrites.

Toutes les fois que l'emploi du ressort hélice a été indiqué dans le cours de -ces notes, on a eu bien soin de définir la longueur du ressort détendu qu'il convient d'employer, et de la rapporter à quelqu'une des données principales de l'appareil à construire. Par ce moyen on est toujours sûr de pouvoir tomber directement, sans tâtonnement aucun, sur les conditions d*isochronisme^ ou de s'en écarter arbitrairement dans un sens ou dans l'autre. Mais, pour éviter toute méprise, il est important de ne pas confondre la longueur matérielle avec la longueur réduite d'un ressort réellement détendu. Quand un ressort hélice, abandonné à lui-même, laisse voir du jour entre les torons de spire, on est sûr que sa tension est nulle et l'on peut prendre directement sa longueur naturelle en mesurant la distance comprise entre les deux extrémités; mais quand le ressort a été enroulé dans un état de tension initiale qui tient les spires appliquées les unes contre les autres, il faut recourir à une petite opération pour reconnaître la longueur qu'il prendrait si les spires, en se pénétrant les unes lesautres, pouvaient librement obéir à leur élasticité.

Cette longueur fictive d'un ressort qui tend à rentrer en lui-même joue, pour l'établissement des conditions d'isochronisme, le même rôle que la longueur naturelle des ressorts dépourvus de tension initiale et, pour la déterminer, on n'a qu'à procéder de la manière suivante :

On charge le ressort du poids justement nécessaire pour faire équilibre à sa tension initiale, ce qu'on reconnaît à ce que les spires sont sur le point de s'écarter les unes des autres; puis on double ce poids et l'on mesure l'allongement qui en résulte; la longueur ainsi observée est à retrancher de la longueur matérielle du ressort non chargé, pour en déduire la longueur fictive qui correspond à l'absence de tension. Cette longueur réduite des ressorts à tension initiale est de tout point assimilable à la longueur des ressorts sans tension.

Théoriquement, il est indifférent d'employer des ressorts avec ou sans tension initiale ; mais, dans la pratique, il y a un certain intérêt à façonner les ressorts de manière à leur communiquer une tension initiale aussi

grande que possible. En effet, plus on diminue la longueur des ressorts à zcro-lension, et plus ils deviennent faciles à introduire dans les mécanismes.

DETAILS FRATIQUKS

SUR LA CONSTRUCTION DES RESSORTS nÉLIGES.

Il importe de pouvoir produire, dans un ressort hélice, la tension initiale qui a été délinie plus liaut; pour obtenir ce résultat, j'ai recours au procédé de fabrication suivant :

L'étal de tension initiale ne peut être obtenu avec des ressorts hélices en acier trempé, attendu qu'il disparaît par le recuit qui précède nécessairement la trempe. C'est là une des raisons pour lesquelles j'emploie de préférence les fils en laiton qui se récrouisscnt de plus en plus par des passages réitérés h travers la filière.

En étudiant attentivement les circonstances qui accompagnent l'enroulement des ressorts, j'ai reconnu que le plus sur moyen de leur communiquer une forte tension initiale est d'imprimer au fil sortant de la filière et immédiatement avant l'enroulement une courbure perpendiculaire au plan même des spires et dont la concavité soit tournée du calé de la partie du ressort déjà forme. On est ainsi conduit à donner à la filière une forte inclinaison sur la direction de l'axe du mandrin qui détermine le calibre du ressort.

Les choses sont alors disposées de la manière suivante : je suppose que le fil a déjà été enroulé une ou |)lusieurs fois, uniquement pour obtenir un commencement de réc rouissage. Ce ressort (fig. 25) est enfilé dans une broche B prenant point irajipni sur un suiq^rt qui conduit la filière F. Le bout du fil dt^rouié et aminci est engagé dans le trou qui doit lui faire

sabir une nouvelle réduction de diamètre; au delà \v lil s'onroulc sur le mandrin M qui est monté sur un tour et mis en mouvonient par un toc T. A mesure que l'enroulement s'opère, on conduit a la tnaiii, on V. le rharlot qui porte la filière, et pour que ce mouvement soit exécutif avec précisiun on arme le support d'une aiguille indicatrice A que l'on s'applique à maii)tenir en contact avec le dernier tour de spire formé.

Par ce moyen, toutes les parties du fil déroulé par l'appel du mandrin qui tourne sur lui-môme cheminent au sortir do la filière suivant une

courbure constante qui se transporte parallèlement A elle-même, et c'cHt en subissant cette inflexion constante que le fil contracte l'éUit de rcsKort qui maintient les spires a ppliquécs les unes contre les autres.

Quant à la nécessité de conduire le support à la main par un engrenage indépendant des transmissions qui agissent sur te mandrin, elle nS~ suite de l'absence de relation simple entre les ileux vitesse» et de la varit-lé infinie des rapports à établir entre elles. On peut, suivant les cas, varier l'inclinaison de la filière et le retard du chariot, et l'on constate qu'un opi^rant dans des conditions identiques on arrive à coup sûr à des résulUiis semblables.

Due circonstance dont l'influence est peu connue et qui lerid {t augmenter la tension du ressort sur lui-même consiste à produire l'enroulement définitif en faisant passer le fil dans la niière directrice h travers le

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dernier tron qu'il a déjà franchi; le r^-crouissage et la tension s'opèrent ainsi par deux opôrations distinctes, el l'on est sûr que l'une ne nuira pas & l'autre.

En inclinant la filière de 30 à 40" sur la direction du mandrin, on arrive A produire des ressorts dans un état de tension inconnu jusqu'ici, et quand le diamètre du fil ne dépasse pas ~ du diamètre des spires, on réussit à réaliser le ressort hélice ayant une longueur réduite uulle ou négative.

Quand on veut exagérer les choses, et pousser à outrance l'applic^ttion du principe, on fixe sur le support une sorte de bnttoir C, avec ou sans galet, qui exagère la courbure du 61 sans qu'il cesse de traTerser normalement la filière.

Ce qu'il y a de mieux pour une fabrication courante, c'est d'obtenir le ressort d'emblée dans l'état de tension qui convient à l'application qu'on en veut faire; mais quand celte tension a été exagérée, il est facile de la ramener à la valeur voulue : on attache par une de ses extrémités le ressort à un point fixe et on exerce sur l'aulre extrémité une tension capable de dépasser pinson moins la limite d'élasticité. On éprouve ensuite le ressort en mesurant sa longueur sous deux charges différentes, el l'allongement étant considéré comme proportionnel à la charge, on peut calculer la tension initiale du ressort et sa longueur réduite.