les ressorts de réserve
Quelle force doivent développer les ressorts pour une réserve de 20*40 cm pour obtenir une pression de 15 cm d'eau par exemple?
En négligeant l'angle de la réserve en position haute et gonflée au maximum cela correspond au poids de 2*4*1.5 décimètres donc 12 litres d'eau, soit 12 Kg. son efficacité se mesure au pèse-vent.
l'action du ressort est aussi fonction de l'endroit où il applique sa réaction donc du levier, c'est à dire la distance de son point d'application à la charnière.
Sa force est moins forte près de la charnière mais son déplacement est réduit et le résultat plus régulier sur l'amplitude.
Sa force est plus efficace loin de la charnière mais son amplitude est plus grande ce qui complique le calcul de sa régularité. Au départ moins comprimé qu'au moment du déclenchement de la soupape.
Une question vient alors à l'esprit du fabricant amateur lors de la réalisation de sa réserve :
Vaut-il mieux pour obtenir une même pression dans la réserve, utiliser un ressort unique, puissant et rigide ou plusieurs souples ?
La réponse par l'observation des solutions empiriques retenues par les fabricants traditionnels penche pour la multiplicité de ressorts souples mais pourquoi ?
L'explication en est donnée dans le livre d'Herbert Jüttemann (Waldkich and fairground organ ISBN 3878852495) déjà abondamment cité sur ce blog à la page 93.
Il suffit de tracer sur un diagramme ayant la pression en abscisse et en ordonnée l'allongement (pour un ressort en traction) ou le rétrécissement (pour un ressort en compression).
Le constat est immédiat et son interprétation facile ; pour une même pression maximale atteinte par l'utilisation des deux solutions, la différence des pressions mini/maxi entre les deux type de ressorts nous permet de prédire que pour un même débattement de la réserve la variation de pression sera moindre dans les cas des ressorts souples que dans le cas du ressort unique et donc cette solution permet une meilleure régulation des variations de pression lors de variations de volume de la réserve.
La preuve par l'image et la technique :
On a bien la relation ΔDS=ΔDR et ΔPS<ΔPR qui peut se traduire en français par:
Pour un même déplacement ΔDS des ressorts souples égal à celui du ressort rigide ΔDR pour atteindre une même pression maximum fixée on a une variation de pression des ressorts souples ΔPS inférieure à celle du ressort rigide ΔPR.
Réglage avec crémaillère et un seul ressort vers le fond du soufflet avec un grand débattement.
Mais dans ce cas les ressorts sont identiques ils sont simplement placés différemment:
un seul en extrémité avec un déplacement maximal ou quatre près de la charnière avec un déplacement minimal. Cette dernière solution étant préférable pour les raisons exposées ci-dessus
Nous avons abandonné les ressorts en compas fabriqués par enroulement de corde à piano sur mandrin qui perdent trop rapidement leurs propriétés.
De plus les ressorts en compas fonctionnent par glissement ce qui peut provoquer des bruits de grincements indésirables.
Un autre avantage des ressorts en boudin par rapport aux ressorts en forme de compas:
même compressés à fond il ne seront pas déformés par dépassement de la limite élastique et ils conservent leurs propriétés mécaniques beaucoup plus longtemps sans les signes de fatigue qui obligent à retendre périodiquement les ressorts en compas.
Par contre il existe un ressort en compas qui n'a pas ces inconvénients mais qui n'est pas en corde à piano mais fait avec des lames:
Quelques fournisseurs de ressorts en boudin avec un tableau pour choisir ses ressorts:
un ressort Vanel référence: C.480.300.1000.
A évitez cette société qui est défaillante à tous les niveaux:
gestion des stocks; la référence affichée disponible n'est pas en stock ni lancée en fabrication
L'expédition n'a été faite que tardivement et pour une référence de substitution
La commande est arrivée incomplète il manque un ressort d'essai
et malgré un paiement à la commande impératif selon le logiciel de commande en ligne,le service facturation me réclame une seconde fois le paiement de la facture! un comble...
Dans les faits un orgue qui joue faux n'est pas toujours désaccordé mais plus souvent ses ressorts sont simplement fatigués et doivent être retendus pour retrouver sa pression initiale de service. Pour mesurer l'effet de cette force exercée par les ressorts un outil spécifique est indispensable le pèse-vent.
Il faut aussi connaître l’effet venturi pour comprendre l'effet de la dynamique des fluides, pour savoir où et comment s'en servir.
Dernièrement L’article de Bernard Baudoin nous montre un calcul sur la rigidité du ressort qui tombe parfaitement avec la forme de la réserve pour garder une pression constante sur tout le débattement:
Une piste en cours la régulation par une came excentrique sur le principe de la fusée des moteurs à ressort d'horlogerie tout à fait applicable à un ressort de réserve pour une pression constante sur tout le débattement.
Bernard Baudouin a aussi fait quelques recherches sur:
comment obtenir une pression constante
et aussi un calcul du débit consommé par les flûtes et les pertes de charges dans les gravures et soupapes
Sinon l'alternative à la force du ressort c'est la gravité par l'intermédiaire d'un poids qui lui permet un effort (presque) constant sur tout le déplacement. Mais son inconvénient c'est justement ce poids (généralement de plus d'une dizaine de Kilos) qu'il faut alors emmener partout à comparer à la masse des ressorts ...
le type de réserve qui utilise un poids c'est la réserve à membrane de la soufflerie type Hamel voir dans l'article soufflets et réserves.
Qui elle aussi n'est régulière en pression que sur une partie du débattement qu'il faut donc limiter.
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