Muelle de arco

El resorte de arco (también conocido como resorte curvo, resorte circular o resorte "banana" ) es un tipo especial de resorte helicoidal desarrollado originalmente para su uso en el volante bimasa de los sistemas de transmisión de motores de combustión interna . El término "resorte de arco" se utiliza para describir resortes de compresión helicoidales precurvados o con forma de arco. Tienen un eje de bobinado con forma de arco. ^{[ 1 ]}

Al igual que otros resortes técnicos , los resortes de arco se basan en el principio fundamental de almacenar trabajo mecánico en forma de energía potencial y la capacidad de liberar esta energía nuevamente. La fuerza se aplica a través de los extremos del resorte. Un par motor${\displaystyle M=F\cdot r}$puede transmitirse alrededor de un eje a través de la fuerza${\displaystyle F}$dirigido a lo largo de este eje helicoidal y el brazo de palanca hacia el punto central del sistema${\displaystyle r}$. El alambre del resorte de arco está sometido principalmente a esfuerzos de torsión . ^{[ 3 ] [ 4 ]}

Un resorte de arco requiere un soporte adecuado para transmitir el par . Este soporte suele proporcionarse externamente mediante un canal arqueado (carcasa deslizante) o placas de soporte radiales. Esto evita el pandeo del resorte. Otra consecuencia de este soporte es la histéresis entre las curvas de carga y descarga en la curva característica. Esto se debe a la fricción del resorte sobre el soporte radial y es un efecto deseado para lograr la amortiguación del sistema. ^{[ 5 ]}

Al igual que con los resortes de compresión , los sistemas de resortes también se pueden utilizar para resortes de arco. Los diseños principales son la conexión en serie y en paralelo. Con estos, se pueden lograr características de resorte de una o varias etapas. Para aprovechar al máximo el espacio disponible, se suelen utilizar sistemas que constan de resortes de arco interior y exterior.

Además, la característica del resorte puede verse influenciada por otros parámetros como la geometría de la sección transversal del alambre, el diámetro de la espira o el número de espiras. Los configuradores CAD , que generan un modelo CAD tras introducir ciertos parámetros, pueden contribuir a un diseño óptimo. ^{[ 6 ]}

El resorte de arco es adecuado para aplicaciones estáticas, cuasiestáticas y dinámicas. Algunos ejemplos son:

• Aplicaciones dinámicas:
  • Volante bimasa
  • convertidor de par
  • embrague de resorte de arco
  • Tensores de correa, desacopladores de poleas

• Aplicaciones estáticas y cuasiestáticas:
  • Retorno a la posición central en una articulación robótica
  • Elemento elástico en exoesqueletos
  • Restablecimiento de los portones traseros o respaldos

En principio, los aceros para muelles utilizados para muelles helicoidales ordinarios también pueden utilizarse para muelles de arco. Estos son:

• Alambre de acero para muelles sin alear, estirado patentado, según norma DIN EN 10270-1.                       
• Alambre de acero para muelles templado al aceite DIN EN 10270-2                                           
• Alambre de acero inoxidable para muelles DIN EN 10270-3