Rozdíl mezi svinutými pružnými kolíky a pružnými kolíky s drážkou

Pružný kolík, často označovaný také jako napínací kolík nebo válcový kolík, je mechanický spojovací prvek používaný k zajištění dvou nebo více součástí sestavy k sobě. Pružné kolíky jsou duté, trubkovité součásti, které jsou navrženy tak, aby měly větší průměr než otvor, a jsou vyrobeny z různých druhů pružinové oceli nebo jiných materiálů.

Hlavní rozdíl mezi pružným kolíkem a klasickým válcovým kolíkem spočívá v tom, že jeho radiální tuhost je výrazně nižší než tuhost základního materiálu, do kterého je zasazen. Válcové kolíky mohou mít hladký, nepřerušovaný povrch nebo mohou být navrženy s prvky zajišťujícími uchycení, jako jsou drážky, rýhování nebo trny. Válcové kolíky jsou obvykle upevněny posunutím nebo deformací materiálu, do kterého jsou zasazeny. V případech, kdy je kolík přesně broušený a otvor je přesně vystružen, lze uložení válcového kolíku velmi přesně řídit v rozmezí mezi nepatrnou vůlí a malým přesahem, což nepovede k deformaci materiálu ani na straně kolíku, ani na straně nosného materiálu. Přesné broušení kolíku a vystružování otvoru dělá tuto možnost upevnění kolíkem jednou z nejnákladnějších.

Na druhou stranu se pružné kolíky dokážou lépe přizpůsobit otvoru, a tím absorbovat výrazně větší tolerance než kolíky válcové. Díky tomu je příprava otvoru méně náročná a levnější, což vede ke snížení celkových výrobních nákladů. Relativně nižší tuhost přináší i další výhodu – pružné kolíky nepoškozují otvor v nosném dílu (jsou-li správně zvoleny) – a to do takové míry, že je lze opravovat bez nutnosti přepracování dílů.

Existují dva základní typy pružných kolíků – pružné kolíky s drážkou a svinuté pružné kolíky.

Pružný kolík s drážkou se vyznačuje průřezem ve tvaru písmene C a drážkou probíhající rovnoběžně s jeho osou. Ačkoli jejich přesný původ není znám, jako pojem se objevují v mechanických zařízeních v celé moderní historii. Postupem času se prostřednictvím různých průmyslových norem vyvinuly do podoby, která se dnes běžně používá v nejrůznějších typech aplikací. Existuje několik platných průmyslových norem, ale čtyři převládají a představují většinu poptávky po pružných kolících s drážkou: ASME B18.8.2, ASME B18.8.4M, ISO 8752 a ISO 13337.

Svinutý pružný kolík se pozná podle průřezu tvořeného 2¼ závity. Historie svinutého pružného kolíku je mnohem jasnější. Vynalezl jej v roce 1948 Herman Koehl, zakladatel společnosti SPIROL, konkrétně jako řešení pro aplikace s intenzivními vibracemi a dynamickým zatížením, např. rotor proudového motoru. Na rozdíl od jiných tradičních spojovacích prvků, jako jsou matice a šrouby, které mají tendenci se při silných vibracích uvolňovat, nebo tuhých válcových kolíků, které přenášejí dynamická zatížení na stěnu otvoru a ohrožují tak uchycení kolíku, navrhl pan Koehl kolík, který byl dostatečně tuhý, aby odolal silám vznikajícím během používání, a zároveň dostatečně pružný, aby absorboval působení sil, čímž zachovává celistvost materiálu otvoru a udržuje sestavu neporušenou. Svinutý pružný kolík je k dispozici ve třech různých provedeních pro optimální kombinaci pevnosti a pružnosti, aby vyhovoval různým typům aplikací a použitým materiálům dílů. Nejběžnějšími průmyslovými normami pro svinuté pružné kolíky jsou ISO 8750, ISO 8748, ISO 8751 a ASME B18.8.2 a ASME B18.8.3M. Tyto normy se od sebe příliš neliší a jsou považovány za prakticky rovnocenné.

Dalším klíčovým rozdílem je konstrukce okraje, kde ocelový pás končí. U pružného kolíku s drážkou se jedná o drážku. V některých konfiguracích je drážka stejně široká jako samotná tloušťka pásu (ISO 8752), což znamená, že kolíky se mohou vzájemně propojit nebo zasouvat do sebe, jak je vidět na obrázku 2. Těmto typům pružných kolíků s drážkou je třeba se vyhnout na vysoce automatizovaných montážních linkách, protože by docházelo k zaseknutí podávacího zařízení.

Svinutý pružný kolík s více závity má hladký spoj namísto otevřené drážky (obrázek 3). Uzavřený průřez nejen že zabraňuje vzájemnému zablokování nebo zasunutí, ale také poskytuje hladký povrch pro otáčení, což je obzvláště užitečné v aplikacích se závěsy. Další výhodou rovnoměrnějšího průřezu je, že pevnost svinutého pružného kolíku nezávisí na orientaci. To neplatí pro pružný kolík s drážkou ve tvaru písmene C, u kterého se pevnost ve smyku může lišit přibližně o 5 % v závislosti na tom, zda je zatížení srovnáno s drážkou (0° nebo 180°) (obrázek 4).