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RONDELLES RESSORT s/h o F c F D e D i l o t h o

Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

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RONDELLES RESSORT

s/ho

F cF

De

Di

lo

t

ho

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RONDELLES RESSORT

Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques, c’est que si l’on se base sur les calculs standard de la norme DIN 2092, on peut prévoir leur course pour une charge donnée et déterminer leur cycle de vie. Les rondelles ressort peuvent supporter des charges statiques en continu ou par intermittence, ou être soumises à des charges dynamiques en continu. Elles peuvent être utilisées seules ou empilées en parallèle, en série ou en configuration mixte.

Les avantages des rondelles ressort comparées aux autres types de ressorts incluent :

• une large gamme de caractéristiques charge/déflection

• une capacitédechargeélevéepourunedéflectionréduite

• un gain d’espace : grande résistance pour un encombrement minimum

• des performances consistantes sous des charges de conception

• une résistance à la fatigue plus grande

• une capacité d’amortissement intrinsèque, particulièrement avec les empilements en parallèle

• une souplesse dans la disposition des empilages pour pouvoir s’adapter au mieux aux besoins de votre application.

SCHEMA DES DIMENSIONS

De

Di

lotho

De = diamètre extérieur de la rondelleDi = diamètre intérieur de la rondellelo = hauteur libre de la rondelle au repost = épaisseur de la rondelleho = hauteur du cône de la rondelle au repos

F = force ou charge appliquée Ns = déflection de la rondelle pour une charge donnée mms = contrainte N/mm2

E = module d’élasticité N/mm2

µ = module de Poisson —

SYMBOLES ET UNITES UTILISES DANS LES APPLICATIONS DE RONDELLES ELASTIQUES

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RONDELLES RESSORT

GAMME DE PRODUITS STANDARD

La gamme SPIROL inclut toutes les rondelles spécifiées dans la norme DIN 2093, séries A, B et C des groupes 1 et 2.

GAMME DIN2093

GAMME STANDARDSPIROL

En plus des dimensions spécifiées par DIN, SPIROL possède sa propre gamme de tailles standard à partir du diamètre extérieur 8 jusqu’à 200 mm pour pouvoir répondre aux besoins variés de ses clients. Les rondelles standard SPIROL sont conformes aux matériaux, tolérances et spécifications qualité de la norme DIN 2093 mais dans des combinaisons de diamètres et d’épaisseurs en dehors des standards DIN.

PRODUITS SPECIAUX

SPIROL travaille en partenariat avec ses clients afin de développer des rondelles spéciales qui puissent satisfaire les exigences de leur application. Les facteurs à considérer sont les forces appliquées, les paramètres d’application, l’environnement, les cycles de travail et la longévité requise. SPIROL peut produire des dimensions, des matières, des finitions et des emballages spéciaux qui conviendront à votre application.

POUR COMMANDER : Produit / De x Di x t / code matériau / code finitionEXEMPLE: DSC 25 x 12,2 x 0,7 BR

DEFINITIONS DES PRODUITS STANDARD

PROPRIETEEPAISSEURMATERIAU

DURETEFINITION

GROUPE 1<1,25mmCode B – Acier haut carboneC67S (1.1231) / UNS G10700HV 425-510 (HRC 43-50)Code R – Phosphate et huile

GROUPE 21,25mm ≤ t ≤ 6mmCode W – Acier allié51CrV4 (1.8159) / UNS G61500HRC 42-52 (HV 412-544)

En plus des matières standards, SPIROL offre une ligne de rondelles élastiques en INOX austénitique.

MATERIAU

FINITION

Code D – SAE 301 acier inoxydable très dur(X10CrNi18-8 No 1.4310 / UNS 30100)Code K – Brut non huilé

Voir page 14 pour la gamme standard SPIROL.

Il y a trois séries – A, B et C – dans chaque groupe. Ces séries se différencient par l’épaisseur du matériau et la courbe force/course qu’elles génèrent (voir page 2). DIN 2093 catégorise ces trois séries par les facteurs relatifs suivants :

Voir pages 9 à 13 pour la gamme standard SPIROL.

SÉRIE A

SÉRIE B

SÉRIE C

De/tDe/tDe/t

≈ 18

≈ 28

≈ 48

≈ 0,4

≈ 0,75

≈ 1,3

ho/tho/tho/t

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DÉFLECTION THÉORIQUE ET DÉFLECTION RÉELLE

Au démarrage, la courbe mesurée dévie légèrement de la valeur théorique à cause d’efforts résiduels.

Dans la partie centrale – généralement celle de travail - la déflection réelle mesurée coïncide fortement avec la courbe théorique.

Plus la déflection augmente, plus la force de bras de levier diminue et la force requise augmente nettement. Quand le ratio s/ho dépasse 0,75, l’écart par rapport à la théorie se creuse nettement. Par conséquent, la prévisibilité du ratio charge / déflection est limitée à 75 % de la déformation totale (ho).

Le graphique montre les caractéristiques d’une rondelle ressort DIN 2093, Groupe 2, Série B de dimension 50 x 25,4 x 2.

RELATION ENTRE LA CHARGE ET LA DÉFLECTION

La courbe charge / déflection d’une seule rondelle n’est pas linéaire. Sa forme dépend du ratio entre la hauteur (ho) du cône et l’épaisseur (t) (ho/t). Si le rapport est petit, 0,4 (DIN Série A), la caractéristique est pratiquement une ligne droite. La charge de déformation devient de plus en plus incurvée plus le ratio ho/t augmente.

Jusqu’à un ratio de 1,5 les rondelles peuvent être mises à plat sans risque.

Pour un ratio de 1,5 la courbe est plate pour une grande amplitude de déformations. Cela est utile pour la compensation d’usure.

Au dessus de 1,5 les rondelles démontrent des caractéristiques graduellement régressives et sont capables de s’inverser et doivent donc être supportées.

Pour les ratios supérieurs à 2, les rondelles peuvent s’inverser lorsqu’elles sont poussées vers la position plate.

Fc est la charge nominale de la rondelle dans la position plate.

8000

N

6000

4000

2000

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 mm 1,4

Valeurs mesurées

Valeurs théoriques

CH

AR

GE

F

DEFLECTION s

Con

ditio

n pl

ate

s =

0,75

ho

1,4

1,3

1,2

1,1

1

0,9

0,8

0,7

0,6

0,5

0,4

0,3

0,2

0,1

00 0,25 0,5 0,75 1

s/ho

F cF

ho/t = 2

0,4

0,75

1,31,5

1,75

1

0

Lim

ite d

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Ronde

lles s

éries

A DIN

2093Ron

delle

s série

s C DIN 2093

Ronde

lles s

éries

B DIN

2093

CARACTÉRISTIQUESFORCE/DÉFLECTION

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CONTRAINTES DE CHARGEMENT

CHARGE STATIQUE Le chargement statique est défini comme supportant une charge constante ou qui change à intervalles relativement longs n’excédant pas dix mille cycles par durée de vie. Dans ces cas, la contrainte calculée la plus importante au point O est la plus critique et ne devra pas excéder 1400 – 1600 N/mm2 à plat (s = ho) pour les matières définies dans la DIN 2093.

La gamme standard de rondelles élastiques peut être utilisée dans des conditions de chargement statique sans calculer les valeurs de contraintes théoriques. Dans ces conditions, le tarage du ressort n’est pas un facteur pour des contraintes jusqu’à F = 0,75 ho.

Des contraintes de traction résiduelles à la fabrication se produisent sur l’arête supérieure du diamètre intérieur point I. Celles-ci se transforment en contraintes de compression quand la rondelle connaît une déflection de 15 % à 20 % par rapport à la hauteur totale du cône (ho). Le cycle de fatigue sera résolument réduit par des inversions de contraintes, et pour autant, les rondelles doivent être pré-chargées au minimum à 15 % jusqu’à 20 % pour des applications dynamiques.

La limite de 75 % de la flexion totale (s = 0,75 ho) doit être respectée.

Pour améliorer le cycle de fatigue, il faut 1) réduire les contraintes maximales 2) augmenter les précontraintes ou 3) les deux.

Les rondelles chargées en dynamique sont généralement divisées en deux catégories :

1. Vie limitée – Les rondelles qui devraient accomplir 2 x 106 cycles sans échec.

2. Vie pratiquement illimitée – les rondelles qui devraient dépasser 2 x 106 cycles sans échec.

Des calculs de conception détaillés peuvent être fournis par SPIROL pour estimer le cycle de vie en fatigue maximum. Les informations minimales demandées sont les suivantes :

1. Espace d’assemblage disponible2. Charge maximale3. Type de charge - statique, intermittente, dynamique4. Cycle de vie souhaité5. Conditions de montage : température, corrosion

CHARGE DYNAMIQUE

loho

I

IIIV

III

O

Lorsque la rondelle est chargée, des contraintes de compression apparaissent aux points I et IV. Les contraintes de compression agissent généralement sur la surface supérieure de la rondelle.

Au point théorique (O) entre les points I et IV, la contrainte ne doit pas excéder la limite d’élasticité de la matière de la rondelle (1400 – 1600 N/mm2 pour les matériaux spécifiés dans la DIN 2093) afin d’éviter une déformation permanente.

Les contraintes de traction aux points II et III sont les bases des calculs de la résistance à la fatigue. Les contraintes de tension agissent en général sur la surface inférieure de la rondelle.

CONTRAINTES CRITIQUES DANS LA MATIÈRE

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RESISTANCE A LA FATIGUE

Quand on détermine la résistance à la fatigue d’une rondelle ressort, il est nécessaire de connaître les forces et courses de la rondelle aux deux extrémités du cycle. Les contraintes de traction sont toujours le facteur déterminant pour l’échec dû à la fatigue. Il est donc nécessaire d’évaluer les contraintes aux points II et III.

Les diagrammes ci-dessous représentent la durée de vie typique de rondelles testées en laboratoire. Pour bien utiliser ces graphiques, il est important de trouver les contraintes maximum aux points de course minimum et maximum de la rondelle. Comme chacun des deux points II ou III peut être le plus chargé, il est conseillé d’évaluer les deux et de prendre le cas le plus critique.

Ces valeurs sont basées sur des tests en laboratoire avec des équipements pour tests de fatigue produisant des cycles de charge sinusoïdaux et qui donnent 99 % de probabilité de vie en fatigue. Ces chiffres sont valables pour des rondelles seules ou empilées en séries de 10 maximum avec des pré-charges de 15 % à 20 %. Les cycles ont été réalisés à température ambiante et à un rythme ne créant pas de chaleur significative, en utilisant des surfaces durcies et polies.

L’empilement des rondelles en parallèle réduit grandement la résistance à la fatigue puisque la course de chaque rondelle peut s’atténuer avec les contacts entre rondelles, ce qui génère de plus fortes contraintes localisées.

Ces valeurs s’appliquent seulement aux matériaux standards de la norme DIN qui n’ont pas été grenaillés. Le grenaillage peut augmenter la résistance à la fatigue de certaines rondelles, mais des tests sont nécessaires pour déterminer les avantages exacts.

GROUPE 1 t < 1,25 mm

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

1400

1200

1000

800

600

400

200

N = 105 N = 5 x 105 N ≥ 2 x 106

Eca

rt m

axim

um d

e co

ntra

inte

, N/m

m2

Contrainte minimale en traction, N/mm2

GROUPE 2 1,25 mm ≤ t ≤ 6,0 mm

0 200 400 600 800 1000 1200 1400

1400

1200

1000

800

600

400

200

N = 105 N = 5 x 105 N ≥ 2 x 106

Eca

rt m

axim

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, N/m

m2

Contrainte minimale en traction, N/mm2

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l L’acier haut carbone et l’acier allié apportent une excellente résistance et durée de vie pour la plupart des applications. Le traitement de surface standard, phosphaté et huilé, protège bien de l’humidité et des moisissures occasionnelles. D’autres finitions plus efficaces sont disponibles, mais ont tendance à s’user dans des applications dynamiques.

l La finition galvanique devrait toujours être évitée. La fragilisation par l’hydrogène engendre un risque trop élevé dans des rondelles de dureté supérieure à HRC 40 soumises à charges importantes.

l L’acier inoxydable austénitique est un très bon choix pour des applications statiques et avec peu de cycles. Il apporte une forte résistance et une excellente résistance à la corrosion. Ce matériau continue son écrouissage lorsqu’il est utilisé, donc son cycle de vie est limité mais sa résistance au fluage est bonne.

l Pour des applications dynamiques où une protection contre la corrosion est requise, les aciers en inox durcis par précipitation sont recommandés. Ces aciers sont quasiment aussi résistants que les matériaux du standard DIN et largement anticorrosifs.

l A des températures supérieures à environ 100ºC (200°F), les matériaux du standard DIN peuvent souffrir du fluage ou se déformer définitivement. Entre 150°C et 200°C (300°F et 400°F), les matériaux perdent leur résistance et ne sont plus considérés comme fiables. Les aciers inoxydables sont légèrement plus résistant à la température, mais seulement jusqu’à 300°C (575°F).

l Choisissez la rondelle avec le diamètre extérieur (De) le plus grand. Cela réduit les contraintes pour un certain ratio Force (F)/déflection (s) et donc augmente la durée de vie en fatigue. Un ratio diamètre extérieur (De) / diamètre intérieur (Di)

de 1,7 à 2,2 améliore aussi les performances et la longévité.

l Choisissez une rondelle qui supporte la force maximum requise à moins de 75 % de sa déflection. Une course de 75 % de la hauteur du cône (ho) devrait être le maximum. Réduire la course augmente la durée de vie en fatigue.

l Les courbes Force/déflection peuvent être modifiées en variant le ratio hauteur du cône (ho) / épaisseur (t). Les courbes pour rondelles peuvent être tracées avec les données force/déflection disponibles en pages 9 à 14 à 25 %, 50 %, 75 % et 100 % de déflection.

l Les rondelles plus épaisses ont de meilleures propriétés d’amortissement (hystérésis).

l Les empilements courts sont plus efficaces, particulièrement pour des charges dynamiques. Les rondelles placées du côté de la charge dynamique sont très déformées alors que les rondelles à l’opposé de la charge le sont peu. Cela provient du frottement entre chaque rondelle et entre les rondelles et l’axe ou la chemise de guidage. L’utilisation de rondelles avec le diamètre extérieur le plus grand possible réduira le nombre de rondelles et la hauteur de l’empilement. Il est recommandé que la hauteur totale de l’empilement ne dépasse pas trois fois le diamètre extérieur (De) ou 10 rondelles au total.

l Pour une utilisation des rondelles en parallèle, il faut prendre en compte les facteurs suivants :1. Dans les applications dynamiques, la génération de chaleur.2. La relation entre la charge et la décharge due aux frottements.3. L’hystérésis, l’amortissement plus important dû aux frottements entre les rondelles.4. La lubrification, essentielle pour des empilements en parallèle.

l La lubrification est nécessaire pour utiliser les rondelles efficacement et plus longtemps. Pour des applications standards, un lubrifiant solide tel que le bisulfure de molybdène suffira. Pour des applications critiques et corrosives, un lubrifiant type huile ou graisse peut être requis.

l Les rondelles durcies atténuent les dommages de surface et les empreintes quand les rondelles ressort sont utilisées avec des matériaux souples.

l La résistance à la fatigue peut être améliorée en augmentant la précontrainte et en réduisant la course maximale. Cela nécessitera sûrement des rondelles supplémentaires en série, mais améliorera la résistance à la fatigue.

l Le grenaillage engendre des contraintes de compression positives sur la surface de la rondelle. Cela réduit les risques de ruptures de fatigue dus aux contraintes de traction qui partent en général de la surface de la pièce.

l La pré contrainte se définie par une ou plusieurs compressions de rondelles traitées thermiquement jusqu’à la position plate. Les tensions induites donnent lieu à des déformations plastiques, ce qui réduit la hauteur de la rondelle. La hauteur conique restante (ho) provient de l’équilibre des forces et moments des contraintes résiduelles. Les rondelles n’auront plus de déformations plastiques lors des prochaines charges, ce qui permet des contraintes de chargement plus élevées et une meilleure résistance à la fatigue.

CONSEILS DE CONCEPTION

MATERIAUX ET FINITIONS

DIMENSIONNEMENT ET CHOIX

ORIENTATION

RESISTANCE A LA FATIGUE

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RONDELLES ELASTIQUES – EMPILAGE

Il faut prendre en considération les frottements entre les surfaces des rondelles en parallèle. Une estimation de 2 à 3 % de la force pour chaque surface de contact est raisonnable, une force plus importante pour le chargement et plus faible pour le déchargement. Les rondelles montées en parallèle doivent être bien lubrifiées et il est vivement conseillé que le nombre de rondelles montées en parallèle soit limité à un maximum de 4 afin de réduire les écarts entre les caractéristiques calculées et mesurées. Les rondelles montées en parallèle amplifient le phénomène d’hystérésis.

Course : identique à une seule rondelle

Force élastique : celle d’une seule rondelle multipliée par le nombre de pièces utilisées

En parallèle En série

Course : celle d’une seule rondelle multipliée par le nombre de pièces utilisées

Force élastique : identique à une seule rondelle

En combinaison

Course : celle d’une seule rondelle multipliée par le nombre de pièces utilisées en série

Force élastique : celle d’une seule rondelle multipliée par le nombre de pièces utilisées en parallèle

METHODES D’EMPILAGE

Regre

ssive

Ligne

droit

e

Progres

sive

CH

AR

GE

F

DÉFLECTION s

EMPILAGE L’empilement de rondelles individuelles apporte au concepteur :

• une large gamme de combinaisons force/déflection

• la possibilité de concevoir des courbes de chargement spécifiques à l’application, aussi bien progressives que régressives

• la possibilité d’inclure une gamme de caractéristiques d’amortissement dans le design.

MAUVAISBON

Normalement, il est souhaitable que les deux extrémités de l’empilement s’appuient sur le bord le plus large de la rondelle. Avec un nombre impair de rondelles dans l’empilement, cela n’est pas possible. Dans ce cas, le bord le plus large doit être disposé du coté où la force est appliquée, à l’extrémité mobile de l’empilement.

CONSTRUCTION DES EMPILAGES

BON MAUVAIS

Nombre impair de rondellesNombre pair de rondelles

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RONDELLES ELASTIQUES – EMPILAGE

GUIDAGE DE L’EMPILEMENT

Les empilages doivent être guidés afin de garder les rondelles en position. La méthode préférée est le guidage intérieur, comme une tige à travers le diamètre intérieur. En cas de guidage extérieur, l’utilisation d’un manchon est conseillée. Dans les deux cas, le composant de guidage doit être cémenté à une profondeur d’au moins 0,6 mm et d’une dureté de 58 HRC. Une rugosité inférieure ou égale à ≤ 4 microns est également recommandée.

Il est recommandé de prévoir un jeu libre entre les rondelles et le composant de guidage car le diamètre des rondelles change avec la compression :

COURBES DE CHARGEMENT PROGRESSIVES

Une courbe progressive peut être obtenue en assemblant des empilages dans lesquelles les rondelles vont fléchir l’une après l’autre lors de la charge. Généralement, cela est fait par 1) empilage en série d’ensembles d’une, deux ou trois rondelles en parallèle ou 2) empilage de rondelles de différentes épaisseurs en série. Il est cependant nécessaire d’utiliser un moyen de limiter la compression sur la rondelle la plus faible afin d’éviter de trop la faire travailler pendant que les rondelles plus épaisses sont toujours en phase de compression.

Empilages de rondelles pour obtenir des courbes de chargement progressives et limiteurs de course pour éviter la surcharge.

MANCHON ET BUTÉE

RONDELLES ET ANNEAUX

Les rondelles d’épaisseur inférieure ou égale à 1 mm peuvent présenter un problème de stabilité au niveau de la surface de contact. Dans de tels cas, l’utilisation d’une rondelle plate en contact avec le diamètre extérieur des rondelles est recommandée.

BON MAUVAIS

De ou Di

(mm)

d ≤ 16 16 < d ≤ 20 20 < d ≤ 26 26 < d ≤ 31,5 31,5 < d ≤ 50 50 < d ≤ 80 80 < d ≤ 140 140 < d ≤ 250

JEU LIBRE (mm)

0,20,30,40,50,60,81,01,6

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TOLERANCES DIMENSIONNELLES

TOLERANCE DU DIAMETRE

TOLERANCE DeNÉGATIVE en mm

TOLERANCE DE CONCENTRICITÉ 1

3 ≤ d ≤ 6 0,12 0,12 0,15 6 < d ≤ 10 0,15 0,15 0,18 10 < d ≤ 18 0,18 0,18 0,22 18 < d ≤ 30 0,21 0,21 0,26 30 < d ≤ 50 0,25 0,25 0,32 50 < d ≤ 80 0,30 0,30 0,60 80 < d ≤ 120 0,35 0,35 0,70 120 < d ≤ 180 0,40 0,40 0,80 180 < d ≤ 250 0,46 0,46 0,92

TOLERANCE Di POSITIVE en mm

De ou Dien mm

1) En référence au diamètre extérieur De

Diamètre extérieur : De h12Diamètre intérieur : Di H12

Concentricité : De ≤ 50 mm 2 • IT 11 De > 50 mm 2 • IT 12

TOLERANCE D’EPAISSEUR (t)

0,2 ≤ t ≤ 0,6 0,02 0,06 0,6 < t ≤ 1,25 0,03 0,09 1,25 < t ≤ 3,8 0,04 0,12 3,8 < t ≤ 6 0,05 0,15

TOLERANCE en mm

POSITIVE NÉGATIVE

ÉPAISSEURen mm

La force statique (F) d’une seule rondelle devrait être déterminée pour une rondelle compressée avec un lubrifiant approprié. Les plaques qui compressent la rondelle doivent être trempées, rectifiées et polies.

Les écarts suivants s’appliquent pour des applications normales :

t < 1,25

1,25 ≤ t ≤ 3

3 < t ≤ 6

ECART PERMITen charge F à s = 0,75 ho en %

ÉPAISSEUR (t)en mm

+ 25 % - 7,5 % + 15 % - 7,5 % + 10 % - 5 %

TOLERANCE DE FORCE ELASTIQUE

t ≤ 1,25 0,10 0,05 1,25 ≤ t ≤ 2 0,15 0,08 2 < t ≤ 3 0,20 0,10 3 < t ≤ 6 0,30 0,15

TOLERANCE en mm

POSITIVE NÉGATIVE

ÉPAISSEUR (t)en mm

TOLERANCE DE HAUTEUR LIBRE TOTALE (lo)

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424

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0,40

0,40

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0,35

0,35

0,35

1057 94

911

2310

4413

2511

94 951

1290

1084 99

211

38 980

1303

1195 98

811

3012

9112

1312

4914

17

930

1281

1717 32

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512

18 640

1700

1019

1280

1629 35

297

412

38 786

1193

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1350 98

813

13

105

186

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210 98 401

192

297

508 58 213

329

178

331

350

502

324

547

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0,60

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0,69

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0,15

0,19

0,19

0,15

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0,26

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0,19

0,23

0,23

0,19

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0,30

0,30

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0,26

0,26

775

666

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778

971

837

714

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713

813

702

912

858

714

809

923

884

917

1033

540

792

1083 12

749

374

932

410

57 570

815

1053 13

353

978

441

168

361

185

660

482

9

81 130

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140

214

360 48 155

236

141

249

263

370

245

403

0,42

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0,60

0,32

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0,70

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0,77

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0,10

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0,13

0,10

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0,18

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0,13

0,15

0,15

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0,20

0,20

0,20

0,18

0,18

0,18

386

350

408

394

482

439

388

506

430

348

394

403

516

418

385

432

493

467

487

545

197

365

511 6

175

343 95 461

260

343

453 26 242

328

149

285

251

384

257

369

44 69 128 21 50 78 52 169 84 106

175 32 93 117 85 143

150

201

137

219

0,49

0,55

0,65

0,39

0,49

0,55

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0,80

0,80

0,86

0,76

0,86

0,06

0,05

0,05

0,06

0,06

0,05

0,09

0,09

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0,06

0,06

0,08

0,08

0,06

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0,10

0,10

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0,09

0,09

263

214

249

269

328

268

223

289

275

235

266

260

330

283

238

266

303

266

278

310

122

212

299 -6 107

198 36 240

151

222

296 4

139

212 76 158

137

202

132

194

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0,51

0,57

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0,51

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0,50

0,65

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0,84

0,84

0,90

0,80

0,90

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0,03

0,03

0,04

0,04

0,03

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0,05

0,05

0,04

0,04

0,05

0,05

0,04

0,06

0,06

0,06

0,05

0,05

0,05

0,83

0,50

0,40

1,25

0,83

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1,20

0,75

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1,00

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0,58

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0,20

0,25

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0,35

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0,25

0,30

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0,40

0,40

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0,35

0,35

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0,85

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0,85

0,95

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8 8 8 8 8 8 10 10 10 10 10 10 10 10 12 12 12 12 12 12

Sér

ies

DIN

HV 42

5 - 51

0HR

C 43

- 50

HV 41

2 - 54

4HR

C 42

- 52

Page 12: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

10

RO

ND

EL

LE

S E

LA

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SE

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093

C B A C B A C B A C B A C B A C B A

Force,déflectionetcontraintesbaséessurE=206kN/mm

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t µ

= 0

,3

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sII

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os

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os

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o

FF

FF

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-129

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888

-127

5-1

377

-142

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1-9

88-1

333

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5-8

16-1

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-122

5-1

667

-190

5-1

412

-146

8-1

834

-105

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363

-155

8-1

202

-130

2-1

373

-154

5-1

024

-138

6-1

560

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3-1

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-1178

-127

6-1

534

160

363

855

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338

1040 18

196

933

451

973

384

412

61 165

503

1319 13

726

746

285

512

77 725

984

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369

916

31 453

668

921

1311 268

929

1323

1815

1976 44

485

525

09

0,45

0,35

0,30

0,45

0,40

0,30

0,55

0,55

0,50

0,45

0,40

0,40

0,40

0,50

0,45

0,35

0,60

0,60

0,60

0,70

0,70

0,55

0,50

0,50

0,60

0,50

0,40

0,70

0,65

0,60

0,60

0,65

0,55

0,55

0,55

0,45

0,80

0,65

0,50

1284

1105

1189

1061

1101

1092 99

813

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0010

6010

0212

9114

2310

1811

1510

71 791

885

980

1343

1454

1135

1110

1303

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1126

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1103

1080

1048

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1100

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1083

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401

913

1419 31

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413

41 411

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210

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9511

5013

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752

079

410

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19 914

1124

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189

512

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802

998

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990

910

9412

7813

01 336

768

1316

152

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673

123

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813

175

793

291

426

578

666

982

155

412

1004 13

924

540

074

510

78 594

791

1514 21

457

212

54 413

570

751

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474

510

4514

1815

31 425

710

1952

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0,80

0,90

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0,23

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0,41

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0,30

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0,45

0,45

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0,53

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0,38

0,45

0,38

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0,45

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0,41

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811

814

784

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1000 78

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757

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786

806

870

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776

897

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737

142

559

864

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428

826

149

882

368

591

727

694

856

117

488

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416

567

779

536

660

939 83 509

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246

436

576

715

102

548

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830 98 434

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131

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457

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210

547

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641

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755

776

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155

576

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2610

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539

1330

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0,90

0,90

1,00

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0,95

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1,20

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1,00

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1,50

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0,18

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0,23

0,20

0,15

0,28

0,28

0,25

0,23

0,20

0,20

0,20

0,25

0,23

0,18

0,30

0,30

0,30

0,35

0,35

0,28

0,25

0,25

0,30

0,25

0,20

0,35

0,33

0,30

0,30

0,33

0,28

0,28

0,28

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0,33

0,25

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431

452

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419

411

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535

439

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373

479

523

413

411

401

319

350

382

533

571

442

427

493

440

436

394

443

410

398

427

416

428

460

492

388

488

406

398

123

843

2 -2 173

418 4

370

137

236

328

311

391 12 192

398

-30 61 152

215

324

220

306

451

-14

226

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244

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298

361

370

-14

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399

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302

103

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256

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419

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537

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0,69

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1,00

1,00

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0,08

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0,10

0,10

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0,11

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0,15

0,15

0,15

0,18

0,18

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0,13

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0,13

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0,15

0,16

0,14

0,14

0,14

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0,20

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0,13

325

246

287

268

258

261

242

314

278

255

228

293

320

262

267

227

198

217

236

335

358

259

268

309

272

275

240

279

263

245

262

268

251

269

287

251

302

260

249

-14

122

263

-12 94 255

-15

194 70 141

189

178

226 -5 114

215

-32 23 78 112

179

114

178

268

-22

129

223 25 87 136

177

-15

125

161

197

230

-23 96 239

57 72 162 46 76 192 66 210 95 116

138

159

226 58 112

211 57 85 124

239

320

157

205

367 80 156

276

146

172

199

265 96 186

249

327

347

160

199

451

0,73

0,80

0,95

0,73

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1,04

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1,31

1,41

1,05

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1,28

1,35

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0,07

0,05

0,05

0,07

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0,05

0,08

0,08

0,08

0,07

0,06

0,06

0,06

0,08

0,07

0,05

0,09

0,09

0,09

0,11

0,11

0,08

0,08

0,08

0,09

0,08

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0,09

0,10

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0,08

0,08

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0,57

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1,00

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1,33

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0,30

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1,00

0,80

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1,00

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1,10

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1,00

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1,55

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1,45

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6,2 6,2 6,2 7,2 7,2 7,2 5,2 5,2 6,2 6,2 6,2 8,2 8,2 8,2 8,2 8,2 6,2 6,2 6,2 6,2 6,2 8,2 8,2 8,2 9,2 9,2 9,2 8,2 8,2 8,2 8,2 10,2

10,2

10,2

10,2

10,2

11,2

11,2

11,2

12,5

12,5

12,5 14 14 14 15 15 15 15 15 15 15 16 16 16 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 18 20 20 20 20 20 20 20 20 20 22,5

22,5

22,5

Sér

ies

DIN

Page 13: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

11

RO

ND

EL

LE

S E

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093

C B A C B A C B A C B A

Force,déflectionetcontraintesbaséessurE=206kN/mm

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FF

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-141

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351

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5

602

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5184 63

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5038

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3511

1482

2590

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913

4227

8536

80 722

2359

4077

5036

8054

1208

2359

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2347

3704

3908

7498 88

420

5967

4719

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8460

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0,80

0,75

0,80

0,75

0,70

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0,60

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1,00

1,00

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1,20

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1,05

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0,80

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6510

3110

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1326 95

012

0412

0011

5313

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8613

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1111

3211

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1113

2610

1811

5412

9011

9011

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7610

7311

2810

3310

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711

3314

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787

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888

013

4014

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276

511

4412

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927

1235

1310

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393

813

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1177

1136

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874

313

32 664

981

1392

544

717

1078

1055

1325

2331

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186

829

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1289

2394

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1266

2089

3065 80

111

0722

4628

54 687

1923

3249

3905

6148

1110

2024

3363

1990

2997

3163

5803 83

116

9951

8717

8026

7747

81

0,90

0,99

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1,76

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0,45

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0,90

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2330

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1,10

1,17

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1,87

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2,37

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1,85

2,10

1,82

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2,02

2,42

1,47

1,75

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1,95

2,15

2,52

0,40

0,38

0,40

0,38

0,35

0,30

0,30

0,45

0,35

0,28

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0,50

0,50

0,35

0,48

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0,38

0,50

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0,60

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458

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491

444

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233

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527 5

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319

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283

365 -9 230

334

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168

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389

279

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1030 59

583

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0417

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2,00

2,02

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2,29

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2,00

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0,19

0,20

0,19

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0,15

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0,25

0,18

0,24

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0,23

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0,30

0,30

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0,26

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0,29

0,25

0,20

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0,33

0,26

245

232

277

282

290

304

344

320

250

232

228

278

312

221

283

282

255

319

254

321

252

282

285

318

255

286

249

276

304

280

279

309

279

261

251

249

251

251

217

37 90 125

113

167

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308

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259 78 173

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276 22 98 173 91 170

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265

-12 91 230 44 122

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226

243

615

225

398

654

645

374

539

694

287

303

580

649

258

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890

1313 38

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1 139 59

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1,44

1,58

1,54

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1,97

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1,85

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1,81

1,97

2,14

1,65

1,68

1,97

2,05

1,69

2,01

2,26

2,34

2,64

2,02

2,27

2,52

2,23

2,39

2,39

2,72

1,88

2,10

2,68

2,44

2,60

2,89

0,12

0,11

0,12

0,11

0,11

0,09

0,09

0,14

0,11

0,08

0,14

0,15

0,15

0,11

0,14

0,13

0,11

0,15

0,12

0,13

0,10

0,16

0,14

0,14

0,11

0,11

0,18

0,18

0,18

0,17

0,16

0,16

0,13

0,17

0,15

0,12

0,21

0,20

0,16

1,14

0,94

0,89

0,83

0,70

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1,29

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1,00

0,80

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1,25

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0,70

0,43

1,28

0,80

0,40

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0,80

0,75

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0,60

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1,00

1,00

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1,00

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0,90

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1,20

1,20

1,20

1,15

1,05

1,05

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1,15

1,00

0,80

1,40

1,30

1,05

1,50

1,55

1,70

1,65

1,70

1,85

2,10

1,60

1,60

2,05

1,75

2,00

2,25

2,20

1,95

2,10

2,25

1,80

1,80

2,10

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1,85

2,15

2,40

2,45

2,75

2,20

2,45

2,70

2,40

2,55

2,55

2,85

2,05

2,25

2,80

2,65

2,80

3,05

0,7 0,8 0,9 0,9 11,2

5 1,5 0,7 0,9 1,5 0,8 11,2

5 1,5 11,2

5 1,5 0,8 11,2

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1,25 1,5 1,25 1,5 1,5 2 0,9 1,25 2

1,25 1,5 2

8,2 8,2 8,2 10,2

10,2

12,2

12,2

12,2

12,2

12,2

10,2

10,2

10,2

10,2

12,2

12,2

12,2

14,2

14,2

14,2

14,2

16,3

16,3

16,3

16,3

16,3

12,3

12,3

12,3

14,3

14,3

16,3

16,3

18,3

18,3

18,3

14,3

14,3

14,3

23 23 23 23 23 23 23 25 25 25 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 28 31.5

31.5

31.5

31.5

31.5 34 34 34 34 34 34 34 35.5

35.5

35.5 40 40 40

Sér

ies

DIN

Page 14: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

12

RO

ND

EL

LE

S E

LA

ST

IQU

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SE

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IN 2

093

C B A C B A C B A C B A C B A

Force,déflectionetcontraintesbaséessurE=206kN/mm

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= 0

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sII

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sII

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= 0

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os

= 0

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os

= h

o

FF

FF

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571

-171

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733

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871

-122

7-1

396

-153

4-11

04-1

471

-183

9-1

371

-154

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511

-165

3-1

006

-120

7-1

408

-169

7-1

760

-165

9-11

74-1

284

-156

5-1

346

-168

2-1

527

-159

2-1

747

-178

2-1

834

-131

5-1

360

-158

6-1

524

-143

0

3281

6580

7171

1072

3201

7258

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1224

320

0744

7510

037

2600

6163

1203

857

4510

098

6329

1081

716

4628

4458

9889

9711

519

1564

027

6653

7914

752

5636

1100

899

9715

002

1143

316

792

2352

844

6389

0414

946

1954

593

60

1,30

1,10

1,15

1,30

1,15

1,10

0,90

0,95

1,60

1,30

1,00

1,65

1,65

1,65

1,50

1,35

1,60

1,40

1,60

1,60

1,40

1,50

1,40

1,10

1,95

1,60

1,30

2,20

2,20

1,90

1,65

2,00

1,70

1,50

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1,70

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1314

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311

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4810

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2011

9010

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4511

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5813

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9011

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1912

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9011

1914

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5813

0213

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9310

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25

918

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983

112

9813

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710

8215

5710

0613

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252

892

311

5413

0114

28 348

765

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412

3710

7813

3410

4113

1615

07 400

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6

2758

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1891

3659

7716

2321

5121

9658

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7902

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441

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3213

269

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3771

7911

810

1502

580

31

1,82

2,27

2,29

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0,98

0,86

0,83

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1,24

1,24

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1,05

1,20

1,20

1,05

1,13

1,05

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1,65

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1,28

1,05

1,80

802

764

890

776

816

920

774

905

914

814

737

687

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921

745

751

872

838

755

828

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938

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893

778

775

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916

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390

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3

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2

2102

3663

4060 87

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1616

2027

0153

2018

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3739

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4413

2820

2834

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3782

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2,55

2,57

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2,55

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2,05

2,30

2,70

3,00

3,20

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3,85

4,20

3,70

0,65

0,55

0,58

0,65

0,58

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0,83

0,83

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0,80

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1,10

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0,85

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412

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564

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538

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446

380

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203

383

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361

401

475 4

218

383 92 249

406

248

376

228

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297

355

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377

125

276

262

367

236

361

443 -4 229

329

383

153

1240

2005

2199 57

211

1 722

1123

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8510

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6122

1838

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1949

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2,86

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3,25

2,74

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3,74

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2,45

2,70

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3,37

3,55

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3,20

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3,92

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0,29

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0,29

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0,41

0,41

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0,35

0,40

0,40

0,35

0,38

0,35

0,28

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0,33

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0,55

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0,38

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0,43

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271

254

281

268

261

305

255

279

307

273

234

231

266

301

249

238

286

270

254

276

264

318

302

256

297

255

253

272

303

282

256

347

313

294

330

250

275

231

293

110

223

206

-15

106

210

238

270

-13

122

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235

139

212

125

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169

204

257

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146

215

128

208

261

-19

126

190

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1257

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369

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7920

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2720

23 565

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1226

1859

2154

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912

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0216

5026

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1341

2615

5718

3428

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0124

21

2,60

2,93

2,98

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3,36

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0,25

0,25

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0,24

0,24

0,21

0,23

0,21

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Page 17: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

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APPLICATIONS DERONDELLES RESSORT

Système de freinage mécanique

Application :Les systèmes de freinage pour le matériel tout-terrain et les engins civils sont souvent conçus pour être actionnés par hydraulique. Dans la plupart des cas, le freinage survient quand le fluide sous pression comprime des disques de friction contre des plaques qui tournent avec l’arbre de transmission. Le niveau de friction entre chaque série de plaques contrôle le freinage du véhicule. Sans un système de sécurité intrinsèque supplémentaire, le concept a une fiabilité restreinte. Si un joint hydraulique est mauvais ou si le cylindre hydraulique perd de la pression pour quelconque raison, les freins lâcheront.

Solution : Le système de sécurité mécanique utilise les rondelles ressort SPIROL. Dans des conditions normales, le système hydraulique applique une pression constante sur les rondelles montées en série. Si la pression n’est plus maintenue, l’empilage des rondelles se décompresse pour activer le mécanisme de freinage. Un ressort spiralé n’est pas capable de fournir la force nécessaire (dans l’espace disponible) pour activer les freins. La fiabilité de ce système de sécurité dépend de la bonne performance des rondelles ressort. Dans cette application critique, la performance et le niveau de prévisibilité des rondelles ressort améliore la qualité du produit et assure une sureté intégrale.

Les rondelles SPIROL ont une capacité élevée à stocker de l’énergie potentielle mécanique. La forme conique des rondelles SPIROL leur donne des caractéristiques élastiques et des performances plus prévisibles que des ressorts de compression traditionnels. Les rondelles ressort sont aussi capables de délivrer plus de force dans moins d’espace que des ressorts de compression ou spiralés. Elles sont généralement plusieurs dans l’empilement pour arriver au niveau d’élasticité requis par l’application : Un empilement en série procure moins de force et plus de course. Un empilement en parallèle procure plus de force et moins de course.

Les tolérances précises de chaque rondelle donnent des performances de prédictibilité inégalées pour des empilements (en série ou en parallèle).

Les rondelles SPIROL permettent également de prédire la résistance à la fatigue. L’analyse des contraintes donne la possibilité de calculer le cycle de vie minimum des rondelles (seules ou empilées) au stade de conception.

Page 18: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

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APPLICATIONS DERONDELLES RESSORT

Application :Les broches amovibles pour machines à décolleter CNC sont conçues pour retenir une pièce lorsqu’elle est coupée et fabriquée. La broche utilise un mandrin pour lâcher la pièce finie et attraper une nouvelle pièce.

Lorsque la machine est en réglage, la force de serrage requise pour retenir chaque pièce dans le mandrin doit être calibrée avec précision pour éviter que la pièce finie ne glisse (force trop faible) et ne soit écrasée (force trop forte). Ce calibrage dépend de la géométrie et de la matière de la pièce finie. Après cette étape, la qualité du produit fini dépend d’une bonne force de serrage pour des milliers de cycles à chaque fois.

Solution : Ce haut niveau de fiabilité est procuré par les rondelles ressort SPIROL. Quand le mandrin est ouvert, 16 rondelles SPIROL empilées en série sont compressées par un cylindre hydraulique. Chaque fois que la force du cylindre est libérée, les rondelles SPIROL procurent une force adaptée pour refermer le mandrin sur la pièce.

Gauche : Rondelles ressort compressées, mandrin ouvert.

Droite : Rondelles ressort décompressées, mandrin fermé,

pièce serrée.

Broches pour machines CNC

Application :Comme l’affirme le code ASME pour les canalisations sous pression, la conception et l’installation sont primordiales à la performance et sécurité des systèmes de canalisations. Les systèmes de canalisations industriels sont essentiellement supportés par des barres cintrées ou des supports coudés ou plats. Alors que ces supports statiques sont utilisés pour supporter les pièces, il est nécessaire d’avoir des supports dynamiques pour contrôler les charges sur le système de canalisations.

Solution :Par exemple, pour des applications avec des échangeurs de chaleur, les rondelles SPIROL sont utilisées pour accepter des dynamiques thermiques. Lorsque la température du fluide dans la conduite change, celle-ci va s’agrandir (avec la chaleur) ou se contracter (avec le froid). Les rondelles SPIROL soutiennent le système en maintenant une pression constante pour toutes les températures. Cette consistance est transmise aux joints de la conduite et est essentielle pour maintenir une bonne étanchéité. Un bon joint d’étanchéité évite aux fluides de fuir et réduit donc les couts de maintenance.

Les rondelles SPIROL offre un avantage par rapport aux ressorts spiralés car elles disposent d’une force équivalente pour un espace moindre. Dans beaucoup de cas, comme par exemple pour les brides inférieures des échangeurs de chaleur, cette économie d’espace est nécessaire. Les rondelles SPIROL sont la solution pour donner un support robuste, à faible maintenance pour des systèmes de canalisations industriels.

Supports de conduites pour des systèmes de conduites industriels

Dans cet exemple, un ressort hélicoïdal ne peut pas fournir l’appui nécessaire car il n’y a pas assez d’espace. La seule option pour obtenir la force et le déplacement souhaités dans cet espace limité, passe par l’utilisation d’un empilement de rondelles ressort.

rondellesressort

ressortspiralé

Page 19: Rondelles ressort SPIROL · 2 RONDELLES RESSORT Les rondelles ressort sont des pièces coniques conçues pour résister à des charges axiales. Ce qui rend les rondelles ressort uniques,

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Inserts pour plastiques

Cales de précision et estampage de métaux

Rondelles ressort

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